CN104047328B - 一种挖掘机正流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机正流量控制方法：通过采集各路先导压力与主压压力并进行相应的数据处理，计算出分别由先导和主压确定的泵的最大排量；将先导压力确定的排量和由主压确定的排量进行数据处理，选出两者之间的较优值；同时通过实时的数据采集与处理得出泵的给定的功率，以及泵的反馈功率，通过功率PID对流量进行实时控制，通过将先导与主压确定的最优排量与功率PID确定的排量进行相应运算，给出泵的最优排量；最后相应的输出作为电磁比例阀的驱动来实时调节泵的排量伺服结构。本发明可以将发动机与泵，泵与负载以及人们对工作装置速度的期望实时的进行合理匹配，来确定一个实时工况下最优的泵的排量，使得整个系统的效率和性能得以较大的提高。

Description

一种挖掘机正流量控制方法

技术领域

本发明涉及挖掘机技术，尤其涉及一种挖掘机正流量控制方法。

背景技术

在随着我国国民经济的持续发展，液压挖掘机作为一种高效、经济的土石方施工机械，在各种工程建设领域中都起着举足轻重的作用。随着计算机通信技术、自动控制技术、微电子技术、传感器技术与液压技术的长足发展以及日益严重的资源和环境问题，使得人们对挖掘机的性能要求越来越高。在满足挖掘机基本性能的前提下，人们越来越重视挖掘机的节能、高效、可操作性以及系统的快速响应上。

目前常用的挖掘机控制系统有负荷传感控制系统、负流量控制系统和正流量控制系统，相对于前两种控制系统，正流量控制系统具有调速性能好、系统响应时间短、可操作性能好等优点，并越来越受到人们的欢迎；然而由于挖掘机复杂恶劣的工况，以及外界负载的不可预测性，使得发动机常常偏离低油耗以及最优工作区，这样就无形中增加了一些不必要的功率损失，增加了挖掘机燃油油耗，降低了整个挖掘机系统的性能表现。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种挖掘机正流量控制方法，以解决现有技术中的不足。

为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种挖掘机正流量控制方法，所述挖掘机中设有泵和电磁比例阀，其中，包括下列步骤：

采集各路先导压力及系统主压，计算出分别由先导和主压确定的泵的最大排量；

将先导压力确定的最大排量和由系统主压确定的最大排量进行数据处理，选出两者之间的较优排量；

通过数据采集，计算出泵的给定功率以及系统实时的反馈功率，对泵进行实时的功率PID控制；

将先导与系统主压确定的泵的排量与功率PID确定的排量进行数据处理，最后得出液压泵的最优排量；

最后相应的输出作为电磁比例阀的驱动来实时调节泵的排量伺服结构。

上述挖掘机正流量控制方法，其中，根据发动机的档位确定需要给定的泵的合理功率，利用采集到的系统主压计算出泵的实际的功率，对泵进行实时的功率PID控制。

上述挖掘机正流量控制方法，其中，通过改变液压泵输出的占空比改变所述电磁比例阀的驱动功率。

与已有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明可以将发动机与泵，泵与负载以及人们对工作装置速度的期望实时的进行合理匹配，来确定一个实时工况下最优的泵的排量，由于采集的先导压力根据主阀的特性曲线来直接调节泵的排量，使得系统的整个响应时间相对于负流量控制系统加快，而且本发明采用了功率PID控制，这样在外界负载突然变大的情况下，发动机也不会出现因严重掉速而导致发动机熄火或者冒黑烟的情况，而且该控制系统可以使发动机一直工作在较理想的区域，使得整个系统的效率和性能得以较大的提高。

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示出了本发明挖掘机正流量控制方法的流程示意框图；

图2示出了本发明挖掘机正流量控制方法的流程走向图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

参看图1和图2所示，本发明控制方法中，首先将采集到的各路先导压力，通过先导排量曲线计算出由先导确定的泵的最大的排量，同时将采集到的系统主压，根据泵的排量特性，确定泵所能输出的最大排量，接下来将二次先导压力确定的最大排量和系统主压确定的最大排量进行比较，选出两者之间的较优值。同时将给定功率和实测的功率对泵进行实时的功率PID控制。再将先导计算出的排量和主压确定的排量与功率确定的排量进行运算最后得出泵的排量，这样当外界负载发生变化时，泵的实际排量能快速的跟随上给定排量的变化，最后相应的输出作为电磁比例阀的驱动，来实时的调节泵的排量伺服结构，来达到根据外界负载以及人为期望实时调节泵排量的目的，使发动机和泵两者都工作在较优的区间上，这样一来，可以有效降低挖掘机工作时的功耗，从而提高整个系统的工作效率，同时优化系统性能表现。

进一步优选的，根据发动机的档位确定出需要给定的泵的合理功率，利用采集到的系统主压和泵的实际的排量计算出泵的实际功率，且通过改变PID输出的占空比来改变电磁比例阀的驱动功率。

本发明可以将发动机与泵，泵与负载以及人们对工作装置速度的期望实时的进行合理匹配，来确定一个实时工况下最优的泵的排量，由于采集的先导压力根据主阀的特性曲线来直接调节泵的排量，使得系统的整个响应时间相对于负流量控制系统加快，而且本发明采用了功率PID控制，这样使得在外界负载突然变大的情况下，发动机也不会出现因严重掉速而导致发动机熄火或者冒黑烟的情况，而且该控制系统可以使发动机一直工作在较理想的区域，使得整个系统的效率和性能得以较大的提高。

在本发明的其他实施例中，可以通过其他计算机语言来实现，所提供的正流量挖掘机控制系统方法以及功率PID控制算法也可以通过其他算法来实现。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种挖掘机正流量控制方法，所述挖掘机中设有泵和电磁比例阀，其特征在于，包括下列步骤：

采集各路先导压力及系统主压，通过先导排量曲线计算出由先导压力确定的泵的最大排量；同时将采集到的系统主压，根据泵的排量特性确定泵所能输出的最大排量；

将先导压力确定的最大排量和由系统主压确定的最大排量进行比较，选出两者之间的较优排量；

通过数据采集，计算出泵的给定功率以及系统实时的反馈功率，以在选出所述较优排量的同时对泵进行实时的功率PID控制；

将先导与系统主压确定的泵的排量与功率PID确定的排量进行运算，最后得出液压泵的最优排量；

最后相应的输出作为电磁比例阀的驱动来实时调节泵的排量伺服结构，以在外界负载发生变化时使得所述泵和所述挖掘机的发动机均工作在较优的区间上。

2.根据权利要求1所述挖掘机正流量控制方法，其特征在于，根据所述发动机的档位确定需要给定的泵的合理功率，利用采集到的系统主压计算出泵的实际的功率，对泵进行实时的功率PID控制。

3.根据权利要求1所述挖掘机正流量控制方法，其特征在于，通过改变液压泵输出的占空比改变所述电磁比例阀的驱动功率。