CN103696453A - 用于挖掘机电控泵的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于挖掘机电控泵的控制方法和系统。其中，用于挖掘机电控泵的控制方法包括：根据各动作先导压力值计算前后泵电流，根据先导电流值、前后泵压力和发动机特定转速的失速值共同计算失速扭矩。计算出的失速扭矩和发动机各档位给定扭矩之差和差值的微分作为模糊控制输入计算扭矩超出的大小。根据前后泵主压的大小来模糊计算分配前后泵扭矩的减小量，使得两泵先导预期扭矩的减少量之和等于扭矩超出的大小。根据计算得到的两泵应得扭矩和主压大小计算两泵的电流大小并输出。本发明基于模糊控制，可以进一步提高采用电控泵的挖掘机的工作性能。

Description

用于挖掘机电控泵的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种用于挖掘机电控泵的控制方法和系统。

背景技术

由于电控泵相较于液控泵可以达到更快的响应速度，并且具有调节方便的优点，因此有效控制的电控泵在挖掘机的工作过程中可以实现工况与发动机性能的完美搭配。但是，电信号相较于液压信号更容易受到外部干扰，并且极易出现控制不稳定的状况，导致挖掘机工作中动作抖动。因此使用电控泵的挖掘机实现高性能工作的目标极大地依赖于电控泵电流的控制算法。

换句话说，电控泵在挖掘机的使用对于挖掘机控制器的控制品质提出较高的要求。现有的控制器仍然采用经典的PID算法进行控制。PID算法具有原理简单，方便调节的特点，但其自身的鲁棒性较差，因此，并不能获得很好的控制品质。

同时，当挖掘机采用双泵工作时，在不同时刻的功率分配成为决定挖掘机性能的重要因数。目前的挖掘机功率分配方法计算简单但却在某些动作时会出现功率浪费和功率不完全利用的情况。例如回转加铲斗动作时两泵分别控制两个动作当铲斗憋压时多余的功率不能利用在回转动作上；当铲斗动作时利用的也是半个泵的功率。而采用双泵主压平均的方法实现的全功率分配，却不能实现扭矩的智能分配，例如当铲斗憋压家回转动作时，回转速度会大幅下降。因此需要对发动机的扭矩输出进行自适应分配，使得挖掘机得到最佳性能。

并且，根据液压系统在高压状态下的特性分析，当挖掘机在大负载条件下工作时系统整体的刚性大幅提升，这时由阀控液压缸组成的液压系统的固有频率随着负载的增大而下降，这将影响挖掘机整机动作的动态稳定性，这将使得挖掘机整机性能下降，具体表现为发动机烟度较大，部分动作不能实现全功率输出、效率较低、油耗高、上坡过程中行走抖动、大负载条件下动臂提升加回转抖动、铲斗憋压时回转速度大幅降低、斗杆提升加铲斗憋压抖动等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种用于挖掘机电控泵的控制方法和系统，以进一步提高采用电控泵的挖掘机的工作性能。

第一方面，本发明公开了一种用于挖掘机电控泵的控制方法，所述挖掘机包括串联的前泵和后泵，包括如下步骤：步骤S1，根据各动作先导值计算所述前泵的第一先导电流值，以及所述后泵的第二先导电流值；步骤S2，根据所述第一先导电流值和所述前泵的主压力的乘积确定第一扭矩；依据所述第二先导电流值和所述后泵的主压力的乘积确定第二扭矩，并将所述第一扭矩和所述第二扭矩之和作为初始失速扭矩；确定发动机转速的瞬时失速，依据所述瞬时失速和瞬时失速的变化率，对所述初失速扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩；步骤S3，确定发动机各档位对应的额定扭矩；计算所述初始失速扭矩和所述额定扭矩的差值以及所述差值的微分；模糊计算所述前泵和所述后泵实时的扭矩超出值；步骤S4，根据所述前泵和所述后泵的主压力，通过模糊计算，确定分配给所述前泵和所述后泵的扭矩的减少量，使得所述前泵和所述后泵的预期扭矩的减少量之和等于所述扭矩超出值；进而确定所述前泵和所述后泵应得的扭矩；步骤S5，根据所述前泵应得的扭矩和所述前泵的主压力计算所述前泵的电流；根据所述后泵应得的扭矩和所述后泵的主压力计算所述后泵的电流。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制方法中，所述步骤S2中，依据所述瞬时失速的值和瞬时失速的变化率，对所述初始失速扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩的步骤如下：若所述瞬时失速的值超过第一阈值，将所述初始失速扭矩乘以第一系数，进而获取所述失速扭矩，所述第一系数大于1；若所述瞬时失速的值等于所述第一阈值，将所述初始失速扭矩作为所述失速扭矩；若所述瞬时失速的值小于所述第一阈值，将所述初始失速扭矩乘以第二系数，进而获取所述失速扭矩；所述第二系数大于0且小于1；若所述瞬时失速的值小于所述第一阈值且瞬时失速的变化率大于预定第二阈值，将所述初始失速扭矩乘以第三系数，进而获取所述失速扭矩，所述第三系数大于1，并且所述第三系数小于所述第一系数；以及，若所述瞬时失速的值等于所述第一阈值且瞬时失速的变化率小于预定所述第三阈值，将获取的所述失速扭矩乘以第四系数，进而获取所述失速扭矩；所述第四系数大于0且小于1，且所述第四系数大于所述第二系数。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制方法的所述步骤S3中，模糊计算所述前泵和所述后泵实时的扭矩超出值通过如下方式确定：若所述初始失速扭矩大于出所述额定扭矩，则输出正的超出值与一个大于1的第五系数的乘积；若所述初始失速扭矩等于所述额定扭矩，输出的扭矩超出值为零；若所述初始失速扭矩小于所述额定扭矩，输出负的超出值与一个大于1的第六系数的乘积；若所述初始失速扭矩为所述额定扭矩且所述差值的微分为正，输出正的超出值与一个大于0小于1的第七系数的乘积；若所述初始失速扭矩为所述额定扭矩且所述差值的微分为正，输出负的超出值与一个大于0小于1的第八系数的乘积。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制方法的所述步骤S4进一步为：若所述前泵的主压力大于所述后泵的主压力，则控制所述后泵应得的扭矩为所述第二扭矩，所述第一扭矩与所述实时的扭矩超出值之差作为所述前泵应得的扭矩；若所述前泵与所述后泵的主压力相同，则所述前泵应得的扭矩为所述第一扭矩减去一半的所述实时的扭矩超出值；所述后泵应得的扭矩为所述第二扭矩减去一半的所述实时的扭矩超出值；若所述前泵的主压力小于所述后泵的主压力，则控制所述前泵应得的扭矩为所述第一扭矩，所述第二扭矩与所述实时的扭矩超出值之差作为所述后泵应得的扭矩。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制方法中，在所述步骤S5后，还包括：步骤S6，将所述前泵和所述后泵的电流输出至PID控制器；所述PID控制器将处理后的电流分别输出至所述前泵和所述后泵。本发明挖掘机电控泵的控制方法采用模糊控制，根据双泵压力差智能分配发动机扭矩，在计算扭矩过程中同时考虑发动机调速特性和液压系统的时变特性，具有如下优点：

第一、模糊控制的方法可以有效的克服由于挖掘机液压系统时变和非线性带来的系统不稳定。

第二、根据双泵压力差智能分配发动机扭矩，实现了挖掘机所有动作的发动机全功率分配，当两个电控泵之一在相对高压条件下工作时可以有效的降低该泵排量将扭矩分配给负载较轻的另一个泵，避免了因为溢流造成的功率损失，提高了发动机整体效率。

第三、在计算扭矩过程中同时考虑发动机调速特性和液压系统的时变特性，关注发动机的瞬态工作特性，根据发动机特定档位的转速变化及其变化率，调整双泵排量，使发动机可以很好的维持最佳工作状态。

第二方面，本发明还公开了一种用于挖掘机电控泵的控制系统，所述挖掘机包括串联的前泵和后泵，控制系统包括：先导电流确定模块、失速扭矩确定模块、扭矩超出值确定模块、应得扭矩确定模块和电控泵电流计算模块。其中，先导电流确定模块用于根据各动作先导值计算所述前泵的第一先导电流值，以及所述后泵的第二先导电流值；失速扭矩确定模块用于根据所述第一先导电流值和所述前泵的主压力的乘积确定第一扭矩；依据所述第二先导电流值和所述后泵的主压力的乘积确定第二扭矩，并将所述第一扭矩和所述第二扭矩之和作为初始失速扭矩；确定发动机转速的瞬时失速，依据所述瞬时失速和瞬时失速的变化率，对所述初失速扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩；扭矩超出值确定模块用于确定发动机各档位对应的额定扭矩；计算所述初始失速扭矩和所述额定扭矩的差值以及所述差值的微分；模糊计算所述前泵和所述后泵实时的扭矩超出值；应得扭矩确定模块用于根据所述前泵和所述后泵的主压力，通过模糊计算，确定分配给所述前泵和所述后泵的扭矩的减少量，使得所述前泵和所述后泵的预期扭矩的减少量之和等于所述扭矩超出值；进而确定所述前泵和所述后泵应得的扭矩；电控泵电流计算模块用于根据所述前泵应得的扭矩和所述前泵的主压力计算所述前泵的电流；根据所述后泵应得的扭矩和所述后泵的主压力计算所述后泵的电流。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制系统中，所述失速扭矩确定模块中，依据所述瞬时失速的值和瞬时失速的变化率，对所述初始失速扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩的方式如下：若所述瞬时失速的值超过第一阈值，将所述初始失速扭矩乘以第一系数，进而获取所述失速扭矩，所述第一系数大于1；若所述瞬时失速的值等于所述第一阈值，将所述初始失速扭矩作为所述失速扭矩；若所述瞬时失速的值小于所述第一阈值，将所述初始失速扭矩乘以第二系数，进而获取所述失速扭矩；所述第二系数大于0且小于1；若所述瞬时失速的值小于所述第一阈值且瞬时失速的变化率大于预定第二阈值，将所述初始失速扭矩乘以第三系数，进而获取所述失速扭矩，所述第三系数大于1，并且所述第三系数小于所述第一系数；以及，若所述瞬时失速的值等于所述第一阈值且瞬时失速的变化率小于预定所述第三阈值，将获取的所述失速扭矩乘以第四系数，进而获取所述失速扭矩；所述第四系数大于0且小于1，且所述第四系数大于所述第二系数。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制系统中，所述扭矩超出值确定模块中，模糊计算所述前泵和所述后泵实时的扭矩超出值通过如下方式确定：若所述初始失速扭矩大于出所述额定扭矩，则输出正的超出值与一个大于1的第五系数的乘积；若所述初始失速扭矩等于所述额定扭矩，输出的扭矩超出值为零；若所述初始失速扭矩小于所述额定扭矩，输出负的超出值与一个大于1的第六系数的乘积；若所述初始失速扭矩为所述额定扭矩且所述差值的微分为正，输出正的超出值与一个大于0小于1的第七系数的乘积；若所述初始失速扭矩为所述额定扭矩且所述差值的微分为正，输出负的超出值与一个大于0小于1的第八系数的乘积。。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制系统中，所述应得扭矩确定模块进一步用于：若所述前泵的主压力大于所述后泵的主压力，则控制所述后泵应得的扭矩为所述第二扭矩，所述第一扭矩与所述实时的扭矩超出值之差作为所述前泵应得的扭矩；若所述前泵与所述后泵的主压力相同，则所述前泵应得的扭矩为所述第一扭矩减去一半的所述实时的扭矩超出值；所述后泵应得的扭矩为所述第二扭矩减去一半的所述实时的扭矩超出值；若所述前泵的主压力小于所述后泵的主压力，则控制所述前泵应得的扭矩为所述第一扭矩，所述第二扭矩与所述实时的扭矩超出值之差作为所述后泵应得的扭矩。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制系统中，在所述电控泵电流计算模块后，还连接有PID控制器，用于将所述前泵和所述后泵的电流处理后输出至所述前泵和所述后泵。

本发明挖掘机电控泵的控制系统采用模糊控制算法，根据双泵压力差智能分配发动机扭矩，在计算扭矩过程中同时考虑发动机调速特性和液压系统的时变特性，具有如下优点：

第一、模糊控制可以有效的克服由于挖掘机液压系统时变和非线性带来的系统不稳定。

第二、根据双泵压力差智能分配发动机扭矩，实现了挖掘机所有动作的发动机全功率分配，当两个电控泵之一在相对高压条件下工作时可以有效的降低该泵排量将扭矩分配给负载较轻的另一个泵，避免了因为溢流造成的功率损失，提高了发动机整体效率。

第三、在计算扭矩过程中同时考虑发动机调速特性和液压系统的时变特性，关注发动机的瞬态工作特性，根据发动机特定档位的转速变化及其变化率，调整双泵排量，使发动机可以很好的维持最佳工作状态。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明挖掘机电控泵的控制方法实施例的模糊控制流程图；

图2为本发明电控泵的控制方法实施例的模糊控制输出曲面；

图3为本发明电控泵的控制方法实施例的扭矩分配模糊控制输出曲线；

图4为本发明电控泵的控制系统实施例的结构框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面结合图1至图4对本发明挖掘机电控泵的控制方法的优选实施例进行说明。

电控泵前后泵的电流控制算法主要依据前后泵主压、前后泵电流反馈、各动作先导、工作模式、发动机档位和转速这几个信号采集量进行计算。其具体的控制流程如图1所示。

依靠发动机、液压泵和先导手柄传感器得到所需的所有输入采集量后，其泵控制电流的计算过程可以分为6个步骤，分别为：

步骤S1，根据各动作先导压力值计算前后泵电流，即，前泵的第一先导电流值，以及后泵的第二先导电流值。

其中，不同动作根据主阀的阀芯位置确定需要前后泵中一个或同时提供排量，各动作根据需要确定控制死区，即先导压力过低时不输出电流。同时当先导压力达到先导溢流压力时需要输出排量泵的先导电流输出最大值。

步骤S2，根据先导电流值、前后泵主压力和发动机在给定转速的失速值共同计算初始失速扭矩。

从前述步骤S1中确定的前后泵先导电流值和前后泵主压力分别对应相乘，具体而言，根据第一先导电流值和前泵主压力的乘积确定第一扭矩；依据第二先导电流值和后泵主压力的乘积确定第二扭矩，将第一扭矩和第二扭矩之和作为初始失速扭矩。

同时，基于模糊控制的思想，根据发动机相对于特定档位的瞬时失速值和失速值的微分（瞬时失速变化率）作为模糊控制的输入，对初始先导预期使用扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩。

步骤S3，确定发动机各档位对应的额定扭矩；计算初始失速扭矩和额定扭矩差值以及差值的微分；模糊计算前泵和后泵实时的扭矩超出值。也就是说，计算出的失速扭矩与各档位发动机额定扭矩相比较，将两个值之差以及差值的微分作为模糊控制输入进行计算，得到电控泵实时的扭矩超出值。

步骤S4，根据前后泵主压的大小来模糊计算分配前后泵扭矩的减小量，使得两泵先导预期扭矩的减少量之和等于扭矩超出的大小。

当前泵压力与后泵压力相近时，两泵的计算得到的先导预期扭矩分别减去实时扭矩超出值的一半，得到双泵应得扭矩；当双泵之一压力大于另一泵并且差值大于特定值（根据不同挖机液压系统溢流压力选择）时，压力值较小的泵保持步骤S2中获取的第一扭矩或第二扭矩作为其应得扭矩，压力值较大的泵由初始失速扭矩减去全部实时超出扭矩值得到其应得扭矩。

步骤S5，根据计算得到的两泵应得扭矩和主压大小计算两泵的电流大小并输出，作为PID构件计算的输入。

步骤S6，使用PID控制构件将计算所得双泵电流值输出到电控泵。

以上计算中步骤S2、S3、S4的计算采用了模糊控制的算法，并且三次计算都是Sugeno类型的模糊控制。相比于利用发动机功率拟合曲线计算电流值的计算方式，模糊控制的计算方法更容易实现PID计算的自整定，提高了整个控制系统的鲁棒性。

其中，步骤S2，在基于发动机失速确定预期扭矩时，模糊控制的输入为失速值的大小以及失速值的微分值，简称失速微分。根据模糊控制原理，首先要对两个输入量进行模糊化处理。模糊规则为：

（1）若发动机在给定转速的瞬时失速值超过第一阈值，将初始失速扭矩乘以第一系数，进而获取失速扭矩，第一系数大于1。

也就是说，发动机在给定转速的失速值过大，例如，超过第一阈值为120r/min，则输出一个大的失速扭矩，该失速扭矩是通过初始失速扭矩乘以一个大于1的系数（例如，1.5，1.4）等等获取的。

在一个具体的实施例中，该模糊规则采用ZMF隶属度函数。

（2）发动机在给定转速的瞬时失速值等于120r/min，输出合适的失速扭矩，这里的合适，即初始失速扭矩所乘系数为1。

在一个具体的实施例中，该模糊规则采用GAUSS（高斯）隶属度函数。

（3）若发动机在给定转速的瞬时失速值小于第一阈值，将初始失速扭矩乘以第二系数，进而获取失速扭矩；第二系数大于0且小于1；

也就是说，发动机在给定转速的失速值较小，例如，低于120r/min，输出小的失速扭矩，即该失速扭矩是通过初始失速扭矩乘以一个大于0小于1的系数（例如，0.8，0,6）等等获取的。

在一个具体的实施例中，该模糊规则采用SMF隶属度函数。

（4）若发动机给定转速的瞬时失速值小于第一阈值且失速值的变化率大于预定第二阈值，将初始失速扭矩乘以第三系数，该第三系数大于1，并且第三系数小于第一系数。

也就是说，例如，发动机在给定转速的失速值为120r/min且失速值快速变大（变化率超过第二阈值），输出较大的失速扭矩，该失速扭矩是通过初始失速扭矩乘以一个大于1的系数（例如，1.1，1.2）等等获取。

在一个具体的实施例中，该模糊规则采用ZMF隶属度函数。

（5）若发动机在给定转速的瞬时失速值等于第一阈值且失速值的变化率小于预定第三阈值，将获取的失速扭矩乘以第四系数，进而获取失速扭矩；第四系数大于0且小于1，且第四系数大于第二系数。

也就是说，例如，发动机在给定转速的失速值等于120r/min且失速值快速变小，输出较小的失速扭矩，即该失速扭矩是通过初始失速扭矩乘以一个大于0小于1的系数（例如，0.9）等等获取的。

在一个具体的实施例中，该模糊规则采用SMF隶属度函数。

其中，上述的隶属度函数：SMF隶属度函数、GAUSS（高斯）隶属度函数、ZMF隶属度函数为数学中常见的函数，对于本领域技术人员来说是习知的。

需要说明的是，这里的120r/min仅仅是在一个具体实施例中采用的一个数值，本发明对此数值并不做限定，也可以根据挖掘机型号的不同，工况的不同有所变动。其核心就是给工作档位转速的失速值设定一个第一阈值，根据失速值与第一阈值的关系，分情况确定如何模糊计算失速扭矩。

步骤S3，计算先导扭矩超出值时，模糊控制的输入为预期扭矩和发动机各档位给定扭矩之差和差值的微分。其采用的隶属度函数同失速值模糊控制结构相同。计算实时先导扭矩超出值的模糊控制规则如下：模糊计算前泵和后泵实时的扭矩超出值通过如下方式确定：

若初始失速扭矩大于额定扭矩，则输出正的超出值与一个大于1的第五系数的乘积；

若初始失速扭矩等于额定扭矩，输出的扭矩超出值为零；

若初始失速扭矩小于额定扭矩，输出负的超出值与一个大于1的第六系数的乘积；

若初始失速扭矩为额定扭矩且差值的微分为正，输出正的超出值与一个大于0小于1的第七系数的乘积；

若初始失速扭矩为额定扭矩且差值的微分为正，输出负的超出值与一个大于0小于1的第八系数的乘积。

根据以上控制规则对结果进行解模糊化计算后得到的控制曲面如图2所示。其中水平的两个坐标分别代表了模糊控制的两个输入，纵坐标代表了模糊控制计算的结果。

步骤S4是计算双泵扭矩自适应分配。模糊控制的输入只有前后两泵的主压力之差。在归一化处理后其采用的上述的隶属度函数。采用的模糊控制规则如下：

（1）前泵主压力大于后泵主压力，后泵扭矩不减少，计算出的扭矩超出值完全由前泵相减，即第一扭矩减去扭矩的超出值；

（2）前泵主压力等于后泵主压力，前后泵各减去一半的扭矩超出值，也就是说，第一扭矩和第二扭矩各减去一半的超出值；

（3）后泵主压力大于前泵主压力，前泵扭矩不减少，计算出的扭矩超出值完全由后泵相减，即第二扭矩减去扭矩的超出值。

其控制结果曲面如图3所示。图3中水平坐标代表前后泵主压力之差，纵坐标代表其中一个泵所需减去的实时扭矩超出值的比例。当纵坐标为1时表示该泵减去所有的实时扭矩超出值，当纵坐标为0时表示该泵的对应的第一扭矩或第二扭矩不需要减实时超出扭矩，输出先导决定的电流值。

本实施例挖掘机电控泵的控制方法采用模糊控制，根据双泵压力差智能分配发动机扭矩，在计算扭矩过程中同时考虑发动机调速特性和液压系统的时变特性，具有如下优点：

第一、模糊控制的方法可以有效的克服由于挖掘机液压系统时变和非线性带来的系统不稳定。

第二、根据双泵压力差智能分配发动机扭矩，实现了挖掘机所有动作的发动机全功率分配，当两个电控泵之一在相对高压条件下工作时可以有效的降低该泵排量将扭矩分配给负载较轻的另一个泵，避免了因为溢流造成的功率损失，提高了发动机整体效率。

第三、在计算扭矩过程中同时考虑发动机调速特性和液压系统的时变特性，关注发动机的瞬态工作特性，根据发动机特定档位的转速变化及其变化率，调整双泵排量，使发动机可以很好的维持最佳工作状态。

显然，上述用于挖掘机电控泵的控制方法可以应用于所有使用串联双泵的液压挖掘机的双泵排量控制。并且，由于采用模糊控制，算法的适应度高。在不同型号挖掘机调试时只要根据发动机转速扭矩曲线、发动机调速特性和串联电控泵的电流排量特性曲线进行调试即可适用于不同挖掘机。

第二方面，本发明还公开了一种电控泵的控制系统实施例。参照图4，图4为本发明电控泵的控制系统实施例优选的结构框图。

挖掘机包括串联的前泵和后泵，控制系统包括：先导电流确定模块41、失速扭矩确定模块42、扭矩超出值确定模块43、应得扭矩确定模块44和电控泵电流计算模块45。

其中，先导电流确定模块41用于根据各动作先导值计算前泵的第一先导电流值，以及后泵的第二先导电流值。

失速扭矩确定模块42用于根据第一先导电流值和前泵的主压力的乘积确定第一扭矩；依据第二先导电流值和后泵的主压力的乘积确定第二扭矩，并将第一扭矩和第二扭矩之和作为初始失速扭矩；确定发动机转速的瞬时失速，依据瞬时失速和瞬时失速的变化率，对初失速扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩；

扭矩超出值确定模块43用于确定发动机各档位对应的额定扭矩；计算初始失速扭矩和额定扭矩的差值以及差值的微分；模糊计算前泵和后泵实时的扭矩超出值。

应得扭矩确定模块44用于根据前泵和后泵的主压力，通过模糊计算，确定分配给前泵和后泵的扭矩的减少量，使得前泵和后泵的预期扭矩的减少量之和等于扭矩超出值；进而确定前泵和后泵应得的扭矩。

电控泵电流计算模块45用于根据前泵应得的扭矩和前泵的主压力计算前泵的电流；根据后泵应得的扭矩和后泵的主压力计算后泵的电流。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制系统中，失速扭矩确定模块42中，依据瞬时失速的值和瞬时失速的变化率，对初始失速扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩的方式如下：

（1）若瞬时失速的值超过第一阈值，将初始失速扭矩乘以第一系数，进而获取失速扭矩，第一系数大于1；

（2）若瞬时失速的值等于第一阈值，将初始失速扭矩作为失速扭矩；

（3）若瞬时失速的值小于第一阈值，将初始失速扭矩乘以第二系数，进而获取失速扭矩；第二系数大于0且小于1；

（4）若瞬时失速的值小于第一阈值且瞬时失速的变化率大于预定第二阈值，将初始失速扭矩乘以第三系数，进而获取失速扭矩，第三系数大于1，并且第三系数小于第一系数；以及，

（5）若瞬时失速的值等于第一阈值且瞬时失速的变化率小于预定第三阈值，将获取的失速扭矩乘以第四系数，进而获取失速扭矩；第四系数大于0且小于1，且第四系数大于第二系数。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制系统中，扭矩超出值确定模块43中，模糊计算前泵和后泵实时的扭矩超出值通过如下方式确定：

（1）若初始失速扭矩大于出额定扭矩，则输出正的超出值与一个大于1的第五系数的乘积；

（2）若初始失速扭矩等于额定扭矩，输出的扭矩超出值为零；

若初始失速扭矩小于额定扭矩，输出负的超出值与一个大于1的第六系数的乘积；

（3）若初始失速扭矩为额定扭矩且差值的微分为正，输出正的超出值与一个大于0小于1的第七系数的乘积；

（4）若初始失速扭矩为额定扭矩且差值的微分为正，输出负的超出值与一个大于0小于1的第八系数的乘积。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制系统中，应得扭矩确定模块44进一步用于：若前泵的主压力大于后泵的主压力，则控制后泵应得的扭矩为第二扭矩，第一扭矩与实时的扭矩超出值之差作为前泵应得的扭矩；若前泵与后泵的主压力相同，则前泵应得的扭矩为第一扭矩减去一半的实时的扭矩超出值；后泵应得的扭矩为第二扭矩减去一半的实时的扭矩超出值；若前泵的主压力小于后泵的主压力，则控制前泵应得的扭矩为第一扭矩，第二扭矩与实时的扭矩超出值之差作为后泵应得的扭矩。

进一步地，上述用于挖掘机电控泵的控制系统中，在电控泵电流计算模块45后，还连接有PID控制器46，用于将前泵和后泵的电流处理后输出至前泵和后泵。

需要说明的是，上述挖掘机电控泵的控制系统与挖掘机电控泵的控制方法的原理相似，由于在挖掘机电控泵的控制方法的实施例中，已经进行了详细地说明，因此，关于挖掘机电控泵的控制系统相关内容，本发明在此不再赘述，参照前述说明即可。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于挖掘机电控泵的控制方法，所述挖掘机包括串联的前泵和后泵，其特征在于，包括如下步骤： 

步骤S1，根据各动作先导值计算所述前泵的第一先导电流值，以及所述后泵的第二先导电流值； 

步骤S2，根据所述第一先导电流值和所述前泵的主压力的乘积确定第一扭矩；依据所述第二先导电流值和所述后泵的主压力的乘积确定第二扭矩，并将所述第一扭矩和所述第二扭矩之和作为初始失速扭矩；确定发动机转速的瞬时失速，依据所述瞬时失速和瞬时失速的变化率，对所述初失速扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩； 

步骤S3，确定发动机各档位对应的额定扭矩；计算所述初始失速扭矩和所述额定扭矩的差值以及所述差值的微分；模糊计算所述前泵和所述后泵实时的扭矩超出值； 

步骤S4，根据所述前泵和所述后泵的主压力，通过模糊计算，确定分配给所述前泵和所述后泵的扭矩的减少量，使得所述前泵和所述后泵的预期扭矩的减少量之和等于所述扭矩超出值；进而确定所述前泵和所述后泵应得的扭矩； 

步骤S5，根据所述前泵应得的扭矩和所述前泵的主压力计算所述前泵的电流；根据所述后泵应得的扭矩和所述后泵的主压力计算所述后泵的电流。 

2.根据权利要求1所述的用于挖掘机电控泵的控制方法，其特征在于， 

所述步骤S2中，依据所述瞬时失速的值和瞬时失速的变化率，对所述初始失速扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩的步骤如下： 

若所述瞬时失速的值超过第一阈值，将所述初始失速扭矩乘以第一系数，进而获取所述失速扭矩，所述第一系数大于1； 

若所述瞬时失速的值等于所述第一阈值，将所述初始失速扭矩作为所述失速扭矩； 

若所述瞬时失速的值小于所述第一阈值，将所述初始失速扭矩乘以第二系数，进而获取所述失速扭矩；所述第二系数大于0且小于1； 

若所述瞬时失速的值小于所述第一阈值且瞬时失速的变化率大于预定第二阈值，将所述初始失速扭矩乘以第三系数，进而获取所述失速扭矩，所述第三系数大于1，并且所述第三系数小于所述第一系数；以及 

若所述瞬时失速的值等于所述第一阈值且瞬时失速的变化率小于预定所述第三阈值，将获取的所述失速扭矩乘以第四系数，进而获取所述失速扭矩；所述第四系数大于0且小于1，且所述第四系数大于所述第二系数。 

3.根据权利要求2所述的用于挖掘机电控泵的控制方法，其特征在于， 

所述步骤S3中，模糊计算所述前泵和所述后泵实时的扭矩超出值通过如下方式确定： 

若所述初始失速扭矩大于出所述额定扭矩，则输出正的超出值与一个大于1的第五系数的乘积； 

若所述初始失速扭矩等于所述额定扭矩，输出的扭矩超出值为零； 

若所述初始失速扭矩小于所述额定扭矩，输出负的超出值与一个大于1的第六系数的乘积； 

若所述初始失速扭矩为所述额定扭矩且所述差值的微分为正，输出正的超出值与一个大于0小于1的第七系数的乘积； 

若所述初始失速扭矩为所述额定扭矩且所述差值的微分为正，输出负的超出值与一个大于0小于1的第八系数的乘积。 

4.根据权利要求3所述的用于挖掘机电控泵的控制方法，其特征在于，所述步骤S4进一步为： 

若所述前泵的主压力大于所述后泵的主压力，则控制所述后泵应得的扭矩为所述第二扭矩，所述第一扭矩与所述实时的扭矩超出值之差作为所述前泵应得的扭矩； 

若所述前泵与所述后泵的主压力相同，则所述前泵应得的扭矩为所述第一扭矩减去一半的所述实时的扭矩超出值；所述后泵应得的扭矩为所述第二扭矩减去一半的所述实时的扭矩超出值； 

若所述前泵的主压力小于所述后泵的主压力，则控制所述前泵应得的扭矩为所述第一扭矩，所述第二扭矩与所述实时的扭矩超出值之差作为所述后泵应得的扭矩。 

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于挖掘机电控泵的控制方法，其特征在于， 

在所述步骤S5后，还包括： 

步骤S6，将所述前泵和所述后泵的电流输出至PID控制器；所述PID控制器将处理后的电流分别输出至所述前泵和所述后泵。 

6.一种用于挖掘机电控泵的控制系统，所述挖掘机包括串联的前泵和后泵，其特征在于，包括： 

先导电流确定模块，用于根据各动作先导值计算所述前泵的第一先导电流值，以及所述后泵的第二先导电流值； 

失速扭矩确定模块，用于根据所述第一先导电流值和所述前泵的主压力的乘积确定第一扭矩；依据所述第二先导电流值和所述后泵的主压力的乘积确定第二扭矩，并将所述第一扭矩和所述第二扭矩之和作为初始失速扭矩；确定发动机转速的瞬时失速，依据所述瞬时失速和瞬时失速的变化率，对所述初失速扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩；； 

扭矩超出值确定模块，用于确定发动机各档位对应的额定扭矩；计算所述初始失速扭矩和所述额定扭矩的差值以及所述差值的微分；模糊计算所述前泵和所述后泵实时的扭矩超出值； 

应得扭矩确定模块，用于根据所述前泵和所述后泵的主压力，通过模糊计算，确定分配给所述前泵和所述后泵的扭矩的减少量，使得所述前泵和所述后 泵的预期扭矩的减少量之和等于所述扭矩超出值；进而确定所述前泵和所述后泵应得的扭矩； 

电控泵电流计算模块，用于根据所述前泵应得的扭矩和所述前泵的主压力计算所述前泵的电流；根据所述后泵应得的扭矩和所述后泵的主压力计算所述后泵的电流。 

7.根据权利要求6所述的用于挖掘机电控泵的控制系统，其特征在于， 

所述失速扭矩确定模块中，依据所述瞬时失速的值和瞬时失速的变化率，对所述初始失速扭矩进行模糊计算，确定失速扭矩的方式如下： 

若所述瞬时失速的值超过第一阈值，将所述初始失速扭矩乘以第一系数，进而获取所述失速扭矩，所述第一系数大于1； 

若所述瞬时失速的值等于所述第一阈值，将所述初始失速扭矩作为所述失速扭矩； 

若所述瞬时失速的值小于所述第一阈值，将所述初始失速扭矩乘以第二系数，进而获取所述失速扭矩；所述第二系数大于0且小于1； 

若所述瞬时失速的值小于所述第一阈值且瞬时失速的变化率大于预定第二阈值，将所述初始失速扭矩乘以第三系数，进而获取所述失速扭矩，所述第三系数大于1，并且所述第三系数小于所述第一系数；以及 

若所述瞬时失速的值等于所述第一阈值且瞬时失速的变化率小于预定所述第三阈值，将获取的所述失速扭矩乘以第四系数，进而获取所述失速扭矩；所述第四系数大于0且小于1，且所述第四系数大于所述第二系数。 

8.根据权利要求2所述的用于挖掘机电控泵的控制系统，其特征在于， 

所述扭矩超出值确定模块中，模糊计算所述前泵和所述后泵实时的扭矩超出值通过如下方式确定： 

若所述初始失速扭矩大于出所述额定扭矩，则输出正的超出值与一个大于1的第五系数的乘积； 

若所述初始失速扭矩等于所述额定扭矩，输出的扭矩超出值为零； 

若所述初始失速扭矩小于所述额定扭矩，输出负的超出值与一个大于1的第六系数的乘积； 

若所述初始失速扭矩为所述额定扭矩且所述差值的微分为正，输出正的超出值与一个大于0小于1的第七系数的乘积； 

若所述初始失速扭矩为所述额定扭矩且所述差值的微分为正，输出负的超出值与一个大于0小于1的第八系数的乘积。 

9.根据权利要求3所述的用于挖掘机电控泵的控制系统，其特征在于，所述应得扭矩确定模块进一步用于： 

若所述前泵的主压力大于所述后泵的主压力，则控制所述后泵应得的扭矩为所述第二扭矩，所述第一扭矩与所述实时的扭矩超出值之差作为所述前泵应得的扭矩； 

若所述前泵与所述后泵的主压力相同，则所述前泵应得的扭矩为所述第一扭矩减去一半的所述实时的扭矩超出值；所述后泵应得的扭矩为所述第二扭矩减去一半的所述实时的扭矩超出值； 

若所述前泵的主压力小于所述后泵的主压力，则控制所述前泵应得的扭矩为所述第一扭矩，所述第二扭矩与所述实时的扭矩超出值之差作为所述后泵应得的扭矩。 

10.根据权利要求6至9中任一项所述的用于挖掘机电控泵的控制系统，其特征在于， 

在所述电控泵电流计算模块后，还连接有： 

PID控制器，用于将所述前泵和所述后泵的电流处理后输出至所述前泵和所述后泵。 

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