[發明專利]一種液壓挖掘機負載自適應智能控制裝置及控制系統

有效

• 申請號: 201810112964.3
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108331064B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 王震;劉合濤;黃世頂;張飛;郭會會;陳欽法;崔奇;岳蘇華;吳錦;劉春花;尚福利;單昆;王慶;劉躍吉;王榮標
• 申請（專利權）人: 徐州徐工挖掘機械有限公司
• 主分類號: E02F9/22
• 分類號: E02F9/22
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種液壓挖掘機負載自適應智能控制裝置的控制系統，其特征在于，所述液壓挖掘機負載自適應智能控制裝置，包括發動機、主控制器、模式控制開關、顯示器、電比例液壓主泵、液壓主控閥、液壓先導控制閥和若干個液壓執行器，所述發動機上設置油門開度開關，用于調節發動機的轉速，電比例液壓主泵上設置比例電磁閥和斜盤傾角傳感器，液壓主控閥上設置壓力反饋傳感器，液壓先導控制閥與液壓主控閥相連并通過液壓主控閥控制若干個液壓執行器；所述斜盤傾角傳感器、壓力反饋傳感器和液壓主控閥與主控制器輸入端相連，主控制器輸出端與顯示器相連并通過顯示器進行實時數據顯示，主控制器接收發動機轉速信號、電比例液壓主泵的斜盤傾角信號、液壓主控閥的電壓力信號和操作控制模式信號并進行處理，主控制器根據處理結果輸出控制信號，用于調節電比例液壓主泵的消耗功率并使其與預先設定的發動機的功率曲線相匹配，使電比例液壓主泵的消耗功率始終工作在最佳經濟區；

包括以下步驟：操作者發動發動機，通過調整油門開度開關設定發動機轉速，通過操縱模式控制開關選擇操作模式，發動機的轉速信號和操作控制模式信號傳遞至主控制器，通過液壓先導控制閥控制液壓主控閥進而驅動液壓執行器做出響應，液壓主控閥采用閥后補償，各液壓執行器同比降速，主控制器輸出PWM電流信號至電比例液壓主泵，用于實時調整電比例液壓主泵的消耗功率；當液壓先導控制閥沒有動作時，液壓主控閥沒有動作，壓力反饋傳感器反饋至主控制器的液壓電壓信號很小，此時主控制器輸出PWM電流信號至電比例液壓主泵，使電比例液壓主泵處于最小的泵流量，電比例液壓主泵的功率調整到最小，發動機處在最小負載，此時電比例液壓主泵的斜盤傾角信號反饋給主控制器形成閉環控制。

2.根據權利要求1所述的一種液壓挖掘機負載自適應智能控制裝置的控制系統，其特征在于，當操作者操作液壓先導控制閥時，液壓主控閥根據先導信號調整每工作聯的開度，液壓主控閥開度決定各液壓執行器流量大小，各液壓執行器反饋負載壓力并傳遞給液壓主控閥，液壓主控閥上的壓力反饋傳感器將其轉化為電壓力信號并傳遞給主控制器，主控制器接收當前的液壓壓力信號、當前發動機轉速及選擇的操作控制模式信號并進行PID優化，隨后主控制器根據預先存儲的模糊控制策略輸出表輸出對應的PWM電流信號至電比例液壓主泵，用于控制電比例液壓主泵的斜盤角度和輸出功率，此時電比例液壓主泵的斜盤傾角信號反饋給主控制器進行調整，主控制器輸出PWM電流信號構成閉環控制，電比例液壓主泵始終工作在發動機當前轉速下的萬有能耗曲線經濟能耗區，并根據負載變化適時跟隨，通過PID優化增強輸入系統信號的魯棒性。

3.根據權利要求2所述的一種液壓挖掘機負載自適應智能控制裝置的控制系統，其特征在于，主控制器接收當前液壓壓力信號、當前發動機轉速及選擇的操作控制模式信號并進行PID優化，控制液壓壓力信號和發動機轉速信號的偏差值，保證液壓壓力信號和發動機轉速信號的穩定性，增強其魯棒性。

4.根據權利要求2所述的一種液壓挖掘機負載自適應智能控制裝置的控制系統，其特征在于，主控制器輸出PWM電流信號的步驟為：計算機對發動機轉速信號、液壓壓力信號和操作控制模式信號進行分析和運算，輸出對應的輸出信號，這些信號組成一個模糊控制策略輸出表，計算出來的模糊控制策略輸出表的數據存儲于主控制器中，主控制器根據輸入值直接調用模糊控制策略輸出表中一一對應的數據，主控制器根據輸出的參數控制輸出信號的占空比，調整輸出電流值，達到對電比例液壓主泵吸力的控制，實時控制電比例液壓主泵的斜盤擺角及其功率。

5.根據權利要求2所述的一種液壓挖掘機負載自適應智能控制裝置的控制系統，其特征在于，閉環控制的過程為：主控制器根據輸入信號控制輸出PWM電流信號并控制電比例液壓主泵，電比例液壓主泵的斜盤角度信號再反饋給主控制器，控制器根據反饋信號來修正輸出的輸出PWM電流信號，形成一個閉環控制，使得電比例液壓主泵始終工作在發動機當前轉速下的萬有能耗曲線經濟能耗區。