CN103953598A - 一种平地机平地铲的调平控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平地机平地铲的调平控制系统，包括液压系统，还包括依次相连的检测传感器、微控制器、比例流量阀驱动电路，其中检测传感器检测平地铲实时水平倾角θ；微控制器将平地铲的水平倾角θ通过I-PD控制算法计算出角速度ω，作为参考值并送入非线性限制曲线，若ω值超出非线性曲线的工作范围，则实际输出控制角速度ω_ref＝ω_MAX,其中ω_MAX为液压系统所能提供的最大角速度；反之则ω_ref＝ω；将ω_ref作为PWM占空比值，将得到控制电压U0发送至包含PWM开关式压控恒流源电路的比例流量阀驱动电路，驱动比例流量阀，从而使液压系统调平平地铲。本发明的系统及方法，能有效消除平地铲超调现象，提高平地铲调平的响应速度和控制精度，同时减少系统功率损失和机械磨损，提高平地效率。

Description

一种平地机平地铲的调平控制系统及方法

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体涉及一种平地机平地铲的调平控制系统及方法。

背景技术

现代水稻种植技术对水田的平整度要求很高。水田激光平地机能根据实时的工作状态，自动调整平地铲的高度与倾角，使之保持水平并维持设定高度。

但是，现有技术中，水田平地机平地铲调平电控系统方面，当平地机在复杂的水田环境作业时，存在工作响应速度慢，控制不稳定，易出现振荡和超调等现象。

在水田平地机平地铲调平液压控制系统方面，水田平地机的平地铲调平液压系统有两类：一类是采用M型普通电磁换向阀控制调平液压缸动作的调平液压系统；另外一类是采用O型比例电磁换向阀控制调平液压缸动作的调平液压系统。

上述两类调平液压系统中，前者虽然液压泵能在电磁换向阀处于中位时卸荷，使得系统不会过热，但是这类系统平地铲调平的控制精度低，对控制信号响应速度慢，平地机平地效果较差。

后者对控制信号响应速度快，能实现平地铲调平的精确控制，因而平地机平地效果较好。然而，在平地机作业过程的大部分时间内，比例电磁换向阀所需的控制流量很少，为了使平地机平地铲能够快速响应，需保持液压系统有一定的压力，所以液压泵出口的液压油要靠溢流阀建立起压力来供给比例电磁换向阀所需的控制流量，多余的流量只能经过溢流阀溢流回油箱，因此会不可避免地出现发热问题，系统功率损失大，能量未能有效利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种平地机平地铲的调平控制系统及方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种平地机平地铲的调平控制系统，包括液压系统，液压系统包含O型比例电磁换向阀，还包括依次相连的检测传感器、微控制器、比例流量阀驱动电路，其中

检测传感器，检测平地铲实时水平倾角θ，并将水平倾角θ传输给微控制器处理；

微控制器，首先将平地铲的水平倾角θ通过I-PD控制算法计算出平地铲角速度参考值ω，然后将ω送入非线性限制曲线，若ω值超出非线性曲线的工作范围，则实际输出控制角速度ω_ref＝ω_MAX,其中ω_MAX为液压系统所能提供的最大角速度；若ω值不超出，则ω_ref＝ω；由此得到控制电压U₀；

比例流量阀驱动电路，接收控制信号U₀后，驱动O型比例电磁换向阀工作，O型比例电磁换向阀向液压系统提供计算好的流量，液压系统带动平地铲完成调平。

所述的平地机平地铲的调平控制系统，还包括颤振信号发生器，颤振信号发生器产生的颤振信号U_P与控制电压U₀叠加后作为控制信号U_s发送至比例流量阀驱动电路。在平地机工作过程中，电源电压波动和比例电磁换向阀线圈发热引起内阻变化都会引起流经比例电磁换向阀的控制电流出现波动，从而引起控制液压系统的变化，导致平地机平地铲工作不稳定；同时比例电磁换向阀“粘滞”效应较大，降低了响应速度和灵敏度，为克服“粘滞”效应，需在控制信号中叠加颤振信号，此时比例电磁换向阀的阀芯始终处于微小的运动状态，将静摩擦转换为动摩擦，从而改善其响应速度和响应灵敏度，减小滞后。

所述的比例流量阀驱动电路，包括依次相连接的比较器、PWM控制功率放大电路、线圈电流检测电路、A/D采样模块，比较器的正输入端接微控制器发送的控制信号，比较器的负输入端接A/D采样模块，比较器的输出端接PWM控制功率放大电路。比例流量阀驱动电路将电压控制信号转化为电流控制信号。同时，使得驱动比例电磁换向阀的电流为稳定值。

所述的线圈电流检测电路，包含差分放大器、续流二极管Q1、采样电阻R1、电磁阀线圈内阻R2和比例放大电阻R3，R1的一端连接PWM控制功率放大电路，另一端串接R2后接地，R1的两端接差分放大器，同时差分放大器与A/D采样模块相连，比例放大电阻的一端接地，另一端接差分放大器与A/D采样模块直接的连线上；Q1与R2并联接入电路；

所述的PWM控制功率放大电路，包含PWM信号发生器、电流开关管Q2，Q2为N沟道场效应管，PWM信号发生器的一端与比较器的输出端连接，另一端与Q2的基极连接，Q2的源极接电源，Q2的漏极接线圈电流检测电路。线圈电流检测电路，检测流经比例阀线圈电流I_S，作为反馈，用于线圈电流闭环控制；采取在线圈回路上串接精密小阻值采样电阻R1进行I/V转换，再经过差分放大器实现小电压放大，和A/D模块采集后(将模拟电压信号变为数字电压信号)，得到反馈电压U_r(其比例放大电阻为R3)，作为反馈，输入到比较器负端，与比较器正端所需控制电压U_s进行比较，当U_r>U_s时，PWM信号输出占空比为ω_ref的矩形脉冲，电流开关管Q2开启,电源向电感线圈缓慢充电，电流流过反馈电阻,反馈电压U_s缓慢增加。当U_s>U_r时,比较电平触发PWM信号发生器拉低信号电平，开关管Q2关闭。电流开关管Q2关闭时,由于比例阀线圈关断时会产生反电动势，因此在线圈两端并联上续流二极管Q1缓慢放电，对电路进行保护。

所述的液压系统包括液压油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、蓄能器卸荷阀、单向阀、蓄能器、O型比例电磁换向阀、平地铲调平液压缸；其中液压油箱、过滤器、液压泵、单向阀、O型比例电磁换向阀、平地铲调平液压缸依次封闭连接；液压油箱、过滤器、液压泵、溢流阀依次连接；液压油箱、过滤器、液压泵、蓄能器卸荷阀依次连接；蓄能器卸荷阀与蓄能器相连。液压油箱、过滤器、液压泵、单向阀、O型比例电磁换向阀、平地铲调平液压缸构成工作回路，液压泵经过过滤器从液压油箱中吸油，为O型比例电磁换向阀提供控制流量，O型比例电磁换向阀根据需要将适当大小的控制流量供给平地铲调平液压缸，实现平地铲调平的精确控制。液压油箱、过滤器、液压泵、单向阀、蓄能器卸荷阀(液控卸荷阀)、蓄能器构成液压泵卸荷回路。

所述蓄能器控制所述蓄能器卸荷阀的开闭，以控制所述液压泵的卸荷与否。当O型比例电磁换向阀处于中位，不需要控制流量时，液压泵向蓄能器充液，当蓄能器压力达到蓄能器卸荷阀所设定的上限切换压力时，蓄能器卸荷阀打开，液压泵卸荷；当O型比例电磁换向阀需要的控制流量较小时，液压泵仍然处于卸荷状态，仅由蓄能器来提供O型比例电磁换向阀所需的控制流量，当蓄能器压力下降到蓄能器卸荷阀所设定的下限切换压力时，蓄能器卸荷阀关闭，液压泵停止卸荷；当O型比例电磁换向阀需要的控制流量较大时，蓄能器和蓄能器卸荷阀均不起作用，液压泵直接向O型比例电磁换向阀供油。液压油箱、过滤器、液压泵、溢流阀构成溢流保护回路，目的是为了防止蓄能器卸荷阀出现故障时，由于液压泵不能卸荷导致系统压力过高而造成损坏。需要说明的是，在正常情况下，溢流保护回路是不工作的，仅仅是为了安全起见而设定的一道保护。在实际工作时，溢流阀设定压力应在一定程度上高于蓄能器卸荷阀设定压力，以保证蓄能器卸荷阀的正常工作。

液压泵与蓄能器之间设有单向阀，防止蓄能器储存的高压液压油回流至液压泵，使得液压泵不会受到液压冲击而损坏。加入了蓄能器和蓄能器卸荷阀能够有效解决过热的问题，系统功率损失小，能量得到有效利用，同时减少了机器磨损。

所述的检测传感器，为MTI检测传感器，安装在平地铲的转轴上。MTI检测传感器，可以通过角度融合算法对检测的角度值进行修正，传输给微控制器的数值精度更高。

本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：

一种平地机平地铲的调平控制方法，包含以下顺序的步骤：

S1.检测传感器将检测到的平地铲的实时水平倾角θ传输给微控制器；

S2.微控制器首先将平地铲的水平倾角θ通过I-PD控制算法计算出角速度参考值ω，然后将ω送入非线性限制曲线，若ω值超出非线性曲线的工作范围，则实际输出控制角速度ω_ref＝ω_MAX,其中ω_MAX为液压系统所能提供的最大角速度；若ω值不超出，则ω_ref＝ω；将ω_ref作为PWM占空比值，由此得到控制电压U₀；其中I-PD控制算法和非线性限制曲线组成非线性I-PD控制算法；

S3.比例流量阀驱动电路接收控制信号U₀后，驱动O型比例电磁换向阀工作，O型比例电磁换向阀向平地铲调平液压缸提供计算好的流量，平地铲调平液压缸带动平地铲完成调平。

步骤S2中，所述的I-PD控制算法具体包含以下的处理步骤：

A、平地铲的实时水平倾角θ作为负反馈，与初始角度参考值θ₁，通过加法器叠加得到系统误差角Δθ＝θ₁-θ；

B、对系统误差角进行积分增益，输出为y₀＝K_iΔθ；

C、比例作用的输出y₃等于两次连续采样反馈值θ的差值：

y_3(n)＝k_P(θ_(n)-θ_(n-1))

将-y₃与y₀叠加得到y₁＝y_0(n)-y_3(n),信号y₁代表了内部的速度参考值；

D、同理微分反馈信号y_2(n)＝k_d(θ_(n)-θ_(n-1))，将-y₂与y₁叠加得到输出角速度的参考值为ω(n)＝y₁(n)-y₂(n)。

步骤S2中，所述的非线性限制曲线的表达式具体通过以下步骤得到：

A、设t₀时刻平地铲转速为ω₀，t时刻为ω(t)，液压部分能提供的最大转矩为,T_MAX转动惯量为J，则有：

$\mathrm{\ω}\left(t\right)={\mathrm{\ω}}_0-\frac{T_{\mathrm{MAX}}}{J}(t-t_0)---\left(1\right)$

B、又设t₀时刻平地铲角度为θ₀，t时刻为θ(t)，有

$\mathrm{\θ}\left(t\right)-{\mathrm{\θ}}_0={\∫}_{t_0}^t\mathrm{\ω}\left(t\right)\mathrm{dt}=\frac{T_{\mathrm{MAX}}}{2J}{(t-t_0)}^2---\left(2\right)$

C、由上面式子(1)(2)可得

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{J{({\mathrm{\ω}}_0-\mathrm{\ω}\left(t\right))}^2}{{2T}_{\mathrm{MAX}}}---\left(3\right)$

D、式子(3)中，令t时刻θ(t)＝0，ω(t)＝0，可得到非线性限制曲线的表达式，即转速接近目标位置时的限制条件，如式子(4)：

$\left|{\mathrm{\ω}}_M\right|=f\left(\mathrm{\Δ\θ}\right)=\sqrt{\frac{2T_{\mathrm{MAX}}\left|\mathrm{\Δ\θ}\right|}{J}}---\left(4\right)$

式中Δθ为平地铲与水平夹角，即为系统误差角。

步骤S3中，所述的控制电压U₀与颤振信号U_P叠加后作为控制信号U_S发送至比例流量阀驱动电路。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明的调平控制系统及方法，能够确保平地机平地铲在工作过程中响应迅速，从M型普通电磁换向阀所能给的控制信号频率5HZ，即0.2s给一次信号，到比例电磁换向阀所输入的控制信号频率1000HZ，即1ms输入一次控制信号，同时流向液压系统比例电磁换向阀的控制流量较精确，能够实现平地铲调平的精确控制，有效消除平地铲超调现象；而且能减少系统功率损失和机械磨损，实现能量的有效利用，提高平地效率。

附图说明

图1为本发明所述的一种平地机平地铲的调平控制系统的控制框图；

图2为图1所述系统的比例流量阀驱动电路的电路图；

图3为图1所述系统的颤振信号波形图；

图4为图1所述系统控制的平地机平地铲调平液压系统的结构示意图；

图5为本发明所述的一种平地机平地铲的调平控制方法的流程图；

图6为图5所述方法的非线性I-PD控制算法控制框图；

图7为图5所述的方法的非限制限制曲线中平地机系统允许工作区域的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1、2、3，一种平地机平地铲的调平控制系统，包括O型比例电磁换向阀、液压系统，还包括依次相连的检测传感器、微控制器、颤振信号发生器、比例流量阀驱动电路，其中

检测传感器，检测平地铲实时水平倾角θ，并将水平倾角θ传输给微控制器处理；其中检测传感器，为MTI检测传感器，安装在平地铲的转轴上；

微控制器，首先将平地铲的水平倾角θ通过I-PD控制算法计算出角速度参考值ω，然后将ω送入非线性限制曲线，若ω值超出非线性曲线的工作范围，则实际输出控制角速度ω_ref＝ω_MAX,其中ω_MAX为液压系统所能提供的最大角速度；若ω值不超出，则ω_ref＝ω；将ω_ref作为PWM占空比值，得到控制电压U₀，颤振信号发生器产生的颤振信号U_P与控制电压U₀叠加后作为控制信号U_S作为输入信号控制比例流量阀驱动电路中的基于PWM开关式受控恒流源；最后将控制电压U_S作为控制信号发送至包含PWM开关式压控恒流源电路的比例流量阀驱动电路，驱动比例流量阀；

颤振信号发生器，所述的颤振信号为相位差为180°的正弦颤振信号，如图3；

比例流量阀驱动电路，如图1，接收控制信号U_S后，驱动O型比例电磁换向阀工作，O型比例电磁换向阀向平地铲调平液压缸提供计算好的流量Q_L，然后平地铲调平液压缸位移X，带动平地铲完成调平；其中图1中的电压-电流转换电路即为比例流量阀驱动电路；

如图2，所述的比例流量阀驱动电路，包括依次相连接的比较器、PWM控制功率放大电路、线圈电流检测电路、A/D采样模块，比较器的正输入端接微控制器发送的控制信号，比较器的负输入端接A/D采样模块，比较器的输出端接PWM控制功率放大电路，其中线圈电流检测电路，包含差分放大器、续流二极管Q1、采样电阻R1、电磁阀线圈内阻R2和比例放大电阻R3，R1的一端连接PWM控制功率放大电路，另一端串接R2后接地，R1的两端接差分放大器，同时差分放大器与A/D采样模块相连，比例放大电阻的一端接地，另一端接差分放大器与A/D采样模块直接的连线上；Q1与R2并联接入电路；PWM控制功率放大电路，包含PWM信号发生器、电流开关管Q2，Q2为N沟道场效应管，PWM信号发生器的一端与比较器的输出端连接，另一端与Q2的基极连接，Q2的源极接电源，Q2的漏极接线圈电流检测电路；

如图4，液压系统包括液压油箱1、过滤器2、液压泵3、溢流阀4、蓄能器卸荷阀5、单向阀6、蓄能器7、O型比例电磁换向阀8、平地铲调平液压缸9；其中液压油箱1、过滤器2、液压泵3、单向阀6、O型比例电磁换向阀8、平地铲调平液压缸9依次封闭连接；液压油箱1、过滤器2、液压泵3、溢流阀4依次连接；液压油箱1、过滤器2、液压泵3、蓄能器卸荷阀5依次连接；蓄能器卸荷阀5与蓄能器7相连。水田平地机平地铲调平液压系统在保证平地铲调平精确控制的同时，液压泵能在必要时刻通过蓄能器卸荷阀卸荷，而且当液压泵卸荷时，蓄能器存储的高压液压油能保证比例电磁换向阀所需控制流量的供给，因此能够解决系统发热问题，并实现能量的充分利用。

如图5、6、7，一种平地机平地铲的调平控制方法，如图5，包含以下顺序的步骤：

S1.检测传感器将检测到的平地铲的实时水平倾角θ传输给微控制器；

S2.微控制器首先将平地铲的水平倾角θ通过I-PD控制算法计算出角速度参考值ω，然后ω将送入非线性限制曲线，若ω值超出非线性曲线的工作范围，则实际输出控制角速度ω_ref＝ω_MAX,其中ω_MAX为液压系统所能提供的最大角速度；若ω值不超出，则ω_ref＝ω；将ω_ref作为PWM占空比值，由此得到控制电压U₀，颤振信号发生器产生的颤振信号U_P与控制电压U₀叠加后作为控制信号U_S；其中I-PD控制算法和非线性限制曲线组成非线性I-PD控制算法；

S3.比例流量阀驱动电路接收控制信号U_S后，驱动O型比例电磁换向阀工作，O型比例电磁换向阀向平地铲调平液压缸提供计算好的流量，平地铲调平液压缸带动平地铲完成调平。

如图6，步骤S2中，所述的I-PD控制算法具体包含以下的处理步骤：

A、平地铲的实时水平倾角θ作为负反馈，与初始角度参考值θ₁，通过加法器叠加得到系统误差角Δθ＝θ₁-θ；

B、对系统误差角进行积分增益，输出为y₀＝K_iΔθ；

C、比例作用的输出y₃等于两次连续采样反馈值θ的差值：

y_3(n)＝k_P(θ_(n)-θ_(n-1))

将-y₃与y₀叠加得到y₁＝y_0(n)-y_3(n),信号y₁代表了内部的速度参考值；

D、同理微分反馈信号y_2(n)＝k_d(θ_(n)-θ_(n-1))，将-y₂与y₁叠加得到输出角速度的参考值为ω(n)＝y₁(n)-y₂(n)。

步骤S2中，所述的非线性限制曲线的表达式具体通过以下步骤得到：

A、设t₀时刻平地铲转速为ω₀，t时刻为ω(t)，液压部分能提供的最大转矩为,T_MAX转动惯量为J，则有：

$\mathrm{\ω}\left(t\right)={\mathrm{\ω}}_0-\frac{T_{\mathrm{MAX}}}{J}(t-t_0)---\left(1\right)$

B、又设t₀时刻平地铲角度为θ₀，t时刻为θ(t)，有

$\mathrm{\θ}\left(t\right)-{\mathrm{\θ}}_0={\∫}_{t_0}^t\mathrm{\ω}\left(t\right)\mathrm{dt}=\frac{T_{\mathrm{MAX}}}{2J}{(t-t_0)}^2---\left(2\right)$

C、由上面式子(1)(2)可得

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{J{({\mathrm{\ω}}_0-\mathrm{\ω}\left(t\right))}^2}{{2T}_{\mathrm{MAX}}}---\left(3\right)$

D、如图7,式子(3)中，令t时刻θ(t)＝0，ω(t)＝0，可得到非线性限制曲线的表达式，即转速接近目标位置时的限制条件，如式子(4)：

$\left|{\mathrm{\ω}}_M\right|=f\left(\mathrm{\Δ\θ}\right)=\sqrt{\frac{2T_{\mathrm{MAX}}\left|\mathrm{\Δ\θ}\right|}{J}}---\left(4\right)$

式中Δθ为平地铲与水平夹角，即为系统误差角。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种平地机平地铲的调平控制系统，包括液压系统，液压系统包含O型比例电磁换向阀，其特征在于：还包括依次相连的检测传感器、微控制器、比例流量阀驱动电路，其中

检测传感器，检测平地铲实时水平倾角θ，并将水平倾角θ传输给微控制器处理；

微控制器，首先将平地铲的水平倾角θ通过I-PD控制算法计算出平地铲角速度参考值ω，然后将ω送入非线性限制曲线，若ω值超出非线性曲线的工作范围，则实际输出控制角速度ω_ref＝ω_MAX,其中ω_MAX为液压系统所能提供的最大角速度；若ω值不超出，则ω_ref＝ω；由此得到控制电压U₀；

比例流量阀驱动电路，接收控制信号U₀后，驱动O型比例电磁换向阀工作，O型比例电磁换向阀向液压系统提供计算好的流量，液压系统带动平地铲完成调平。

2.根据权利要求1所述的平地机平地铲的调平控制系统，其特征在于：还包括颤振信号发生器，颤振信号发生器产生的颤振信号U_P与控制电压U₀叠加后作为控制信号U_S送至比例流量阀驱动电路。

3.根据权利要求1所述的平地机平地铲的调平控制系统，其特征在于：所述的比例流量阀驱动电路，包括依次相连接的比较器、PWM控制功率放大电路、线圈电流检测电路、A/D采样模块，比较器的正输入端接微控制器发送的控制信号，比较器的负输入端接A/D采样模块，比较器的输出端接PWM控制功率放大电路。

4.根据权利要求3所述的平地机平地铲的调平控制系统，其特征在于：所述的线圈电流检测电路，包含差分放大器、续流二极管Q1、采样电阻R1、电磁阀线圈内阻R2和比例放大电阻R3，R1的一端连接PWM控制功率放大电路，另一端串接R2后接地，R1的两端接差分放大器，同时差分放大器与A/D采样模块相连，比例放大电阻的一端接地，另一端接差分放大器与A/D采样模块直接的连线上；Q1与R2并联接入电路；

所述的PWM控制功率放大电路，包含PWM信号发生器、电流开关管Q2，Q2为N沟道场效应管，PWM信号发生器的一端与比较器的输出端连接，另一端与Q2的基极连接，Q2的源极接电源，Q2的漏极接线圈电流检测电路。

5.根据权利要求1所述的平地机平地铲的调平控制系统，其特征在于：所述的液压系统包括液压油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、蓄能器卸荷阀、单向阀、蓄能器、O型比例电磁换向阀、平地铲调平液压缸；其中液压油箱、过滤器、液压泵、单向阀、O型比例电磁换向阀、平地铲调平液压缸依次封闭连接；液压油箱、过滤器、液压泵、溢流阀依次连接；液压油箱、过滤器、液压泵、蓄能器卸荷阀依次连接；蓄能器卸荷阀与蓄能器相连。

6.根据权利要求1所述的平地机平地铲的调平控制系统，其特征在于：所述的检测传感器，为MTI检测传感器，安装在平地铲的转轴上。

7.一种平地机平地铲的调平控制方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤：

S1.检测传感器将检测到的平地铲的实时水平倾角θ传输给微控制器；

S2.微控制器首先将平地铲的水平倾角θ通过I-PD控制算法计算出角速度参考值ω，然后将ω送入非线性限制曲线，若ω值超出非线性曲线的工作范围，则实际输出控制角速度ω_ref＝ω_MAX,其中ω_MAX为液压系统所能提供的最大角速度；若ω值不超出，则ω_ref＝ω；将ω_ref作为PWM占空比值，由此得到控制电压U₀；其中I-PD控制算法和非线性限制曲线组成非线性I-PD控制算法；

S3.比例流量阀驱动电路接收控制信号U₀后，驱动O型比例电磁换向阀工作，O型比例电磁换向阀向平地铲调平液压缸提供计算好的流量，平地铲调平液压缸带动平地铲完成调平。

8.根据权利要求7所述的平地机平地铲的调平控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述的I-PD控制算法具体包含以下的处理步骤：

A、平地铲的实时水平倾角θ作为负反馈，与初始角度参考值θ₁，通过加法器叠加得到系统误差角Δθ＝θ₁-θ；

B、对系统误差角进行积分增益，输出为y₀＝K_iΔθ；

C、比例作用的输出y₃等于两次连续采样反馈值θ的差值：

y_3(n)＝k_P(θ_(n)-θ_(n-1))

将-y₃与y₀叠加得到y₁＝y_0(n)-y_3(n),信号y₁代表了内部的速度参考值；

D、同理微分反馈信号y_2(n)＝k_d(θ_(n)-θ_(n-1))，将-y₂与y₁叠加得到输出角速度的参考值为ω(n)＝y₁(n)-y₂(n)。

9.根据权利要求7所述的平地机平地铲的调平控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述的非线性限制曲线的表达式具体通过以下步骤得到：

A、设t₀时刻平地铲转速为ω₀，t时刻为ω(t)，液压部分能提供的最大转矩为,T_MAX转动惯量为J，则有：

$\mathrm{\ω}\left(t\right)={\mathrm{\ω}}_0-\frac{T_{\mathrm{MAX}}}{J}(t-t_0)---\left(1\right)$

B、又设t₀时刻平地铲角度为θ₀，t时刻为θ(t)，有

$\mathrm{\θ}\left(t\right)-{\mathrm{\θ}}_0={\∫}_{t_0}^t\mathrm{\ω}\left(t\right)\mathrm{dt}=\frac{T_{\mathrm{MAX}}}{2J}{(t-t_0)}^2---\left(2\right)$

C、由上面式子(1)(2)可得

$\mathrm{\Δ\θ}=\frac{J{({\mathrm{\ω}}_0-\mathrm{\ω}\left(t\right))}^2}{{2T}_{\mathrm{MAX}}}---\left(3\right)$

D、式子(3)中，令t时刻θ(t)＝0，ω(t)＝0，可得到非线性限制曲线的表达式，即转速接近目标位置时的限制条件，如式子(4)：

$\left|{\mathrm{\ω}}_M\right|=f\left(\mathrm{\Δ\θ}\right)=\sqrt{\frac{2T_{\mathrm{MAX}}\left|\mathrm{\Δ\θ}\right|}{J}}---\left(4\right)$

式中Δθ为平地铲与水平夹角，即为系统误差角。

10.根据权利要求7所述的平地机平地铲的调平控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述的控制电压U₀与颤振信号U_P叠加后作为控制信号U_S发送至比例流量阀驱动电路。