CN113216293A - 平地机的控制方法、控制系统和平地机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种平地机的控制方法、控制系统和平地机，其中，平地机的控制方法包括：获取控制手柄的位移；根据控制手柄的位移确定控制手柄的速度变化率；根据速度变化率，调整铲刀的控制策略。本发明提出的平地机的控制方法能够根据控制手柄的运动规律，自动判断工况，并在不同工况下调用系统内不同的控制策略，满足用户对铲刀的控制需求，提升平地机的工况适应性。而且还实现了控制策略的动态调整，避免用户通过手动切换工作模式的方式变更控制策略，简化用户手动操作，提升工作效率。

Description

平地机的控制方法、控制系统和平地机

技术领域

本发明涉及平地机技术领域，具体而言，涉及一种平地机的控制方法、一种控制系统和一种平地机。

背景技术

平地机可以用来完成清理地基、平整路面、刮边坡、疏松砂石路和坚硬土地以及除雪等工况。根据工况和平整路面精细程度需求的不同，往往对铲刀运动速度的要求也不同。精平整需要铲刀速度缓慢且平稳，粗平整需要铲刀速度快。

相关技术中，为了兼顾不同工况，铲刀动作控制曲线通常在微动时较平缓，在后半段用折线的方式到达最大流量，但速度调节过程中经过折点会造成“跳速”的感觉；或者配置动作控制曲线一开始就采用比较大的斜率，但对于需要精细平整控制的工况时，铲刀速度难以调节。

发明内容

本发明旨在至少解决或者改善现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提供了一种平地机的控制方法。

本发明的第二方面还提供了一种控制系统。

本发明的第三方面还提供了一种平地机。

本发明的第四方面还提供了一种可读存储介质。

有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种平地机的控制方法，包括：获取控制手柄的位移；根据控制手柄的位移确定控制手柄的速度变化率；根据速度变化率，调整铲刀的控制策略。

本发明提供的平地机的控制方法，当平地机启动后，按照预设时间间隔周期性采集控制手柄的位移。根据当前采样时刻的位移和前一采样时刻的位移计算控制手柄的速度变化率。通过控制手柄的速度变化率判断用户操作控制手柄的趋势，也即不同工况下用户对铲刀运动速度的需求，从而结合速度变化率的大小，调整铲刀的控制策略。一方面，根据控制手柄的运动规律，自动判断工况，并在不同工况下调用系统内不同的控制策略，满足用户对铲刀的控制需求，提升平地机的工况适应性。另一方面，实现控制策略的动态调整，避免用户通过手动切换工作模式的方式变更控制策略，简化用户手动操作，提升工作效率。

需要说明的是，平地机包括铲刀和控制手柄。用户能够通过操作控制手柄来调节铲刀的运动速度，控制手柄的位移越大，铲刀的运动速度越快，铲刀的稳定性越低。铲刀的控制策略指示有控制手柄的位移和铲刀的运动速度之间的多种关系，也即多个铲刀控制曲线。

根据本发明提供的上述的平地机的控制方法，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，根据速度变化率，调整铲刀的控制策略，包括：若速度变化率大于第一速度变化率阈值持续预设时长，按照预设等级降低当前控制策略的精度等级；若速度变化率小于第二速度变化率阈值持续预设时长，按照预设等级升高当前控制策略的精度等级；若速度变化率小于或等于第一速度变化率阈值，且大于或等于第二速度变化率阈值，保持当前控制策略的精度等级；其中，第一速度变化率阈值大于第二速度变化率阈值。

在该技术方案中，当检测到控制手柄的速度变化率大于第一速度变化率阈值，且控制手柄的速度变化率大于第一速度变化率阈值的持续时长大于预设时长，此时，用户加大对控制手柄的推杆力度，导致控制手柄位移持续增大，说明用户需要的铲刀运动速度大于当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度，也即，按照当前应用的控制策略得到运动速度无法适应当前工况对运动速度的需求，则按照预设等级降低当前控制策略的精度等级，从而提升控制策略中控制手柄的位移对应的运动速度。

当检测到控制手柄的速度变化率小于第二速度变化率阈值，且控制手柄的速度变化率小于第二速度变化率阈值的持续时长大于预设时长，此时用户减小对控制手柄的推杆力度，导致控制手柄位移持续减小，说明用户需要的铲刀运动速度小于当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度，也即，按照当前应用的控制策略得到运动速度无法适应当前工况对铲刀平稳性的需求，则按照预设等级升高当前控制策略的精度等级，从而降低控制策略中控制手柄的位移对应的运动速度，以保证铲刀的稳定性。

当检测到控制手柄的速度变化率处于第一速度变化率阈值和第二速度变化率阈值之间，说明当前控制策略能够满足用户的控制需求，则维持现状，无需进行控制策略的切换操作。进而实现控制策略的动态调整，解决了平地机模式切换繁琐的问题，在不同工况下调用系统内不同的控制策略，满足用户对铲刀的控制需求，特别是需要临时调整铲刀高度和角度来跨过石块等障碍物的场景，避免用户手动进行频繁的切换，提升了平地机平地的精度和操作效率。

其中，预设时长可根据用户对铲刀的控制需求和稳定性合理设置，例如，预设时长等于预设时间间隔。可以理解的是，精度等级与铲刀的运动速度负相关。其中，控制策略的精度等级越高，速度控制精细程度越高，铲刀运行时的稳定性越高，铲刀运动速度越慢，更适合精平整的工况。相反的，控制策略的精度等级越低，速度控制精细程度越低，铲刀运行时的稳定性越差，铲刀运动速度越块，更适合粗平整的工况。进一步地，速度变化率分正负，速度变化率大于0时，降低控制策略的精度等级，以提升铲刀运动速度，速度变化率小于0时，升高控制策略的精度等级，以通过降低铲刀运动速度的方式提高控制精细程度。

在上述任一技术方案中，进一步地，若速度变化率大于第一速度变化率阈值持续预设时长，按照预设等级降低当前控制策略的精度等级，包括；若速度变化率大于第一速度变化率阈值，且小于第三速度变化率阈值持续预设时长，在当前控制策略的精度等级非最低精度等级时，逐级降低当前控制策略的精度等级；若速度变化率大于或等于第三速度变化率阈值持续预设时长，在当前控制策略的精度等级非最低精度等级和第二低精度等级时，跳级降低当前控制策略的精度等级。

在该技术方案中，在控制手柄位移持续增大，也即速度变化率大于第一速度变化率阈值的基础上。若检测到速度变化率小于第三速度变化率阈值，并能够持续预设时长，说明用户需要的铲刀运动速度与当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度差异较小。则在当前控制策略的精度等级非最低精度等级时，逐级降低当前控制策略的精度等级，以平稳切换控制策略，不仅降低用户对切换操作的感知，还有利于提升控制策略的调节准确度。若检测到速度变化率大于或等于第三速度变化率阈值，且速度变化率大于或等于第三速度变化率阈值的持续时长大于预设时长，说明用户需要的铲刀运动速度与当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度差异较大，为了迅速达到用户所需的铲刀运动速度，则在当前控制策略的精度等级非最低精度等级和第二低精度等级时，跳级降低当前控制策略的精度等级，提高铲刀运动速度的控制效率，尽可能快的满足用户的对平地机的使用需求。

其中，第三速度变化率阈值大于第一速度变化率阈值。

可以理解的是，第二低精度等级即按照精度等级按照从小到大排序后，最低精度等级的后一个精度等级。

在上述任一技术方案中，进一步地，若速度变化率小于第二速度变化率阈值持续预设时长，按照预设等级升高当前控制策略的精度等级，包括；若速度变化率小于第二速度变化率阈值，且大于第四速度变化率阈值持续预设时长，在当前控制策略的精度等级非最高精度等级时，逐级升高当前控制策略的精度等级；若速度变化率小于或等于第四速度变化率阈值持续预设时长，在当前控制策略的精度等级非最高精度等级和第二高精度等级时，跳级升高当前控制策略的精度等级。

在该技术方案中，基于与降低当前控制策略的精度等级时相同的逻辑。在控制手柄位移持续减小，也即速度变化率小于第二速度变化率阈值的基础上。若检测到速度变化率大于第四速度变化率阈值能够持续预设时长，说明用户需要的铲刀运动速度与当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度差异较小。则在当前控制策略的精度等级非最高精度等级时，逐级升高当前控制策略的精度等级，以平稳切换控制策略，降低用户对切换操作的感知，有利于提升控制策略的调节准确度，有效防止控制策略的反复切换。若检测到速度变化率小于或等于第四速度变化率阈值，且速度变化率小于或等于第四速度变化率阈值的持续时长大于预设时长，说明用户需要的铲刀运动速度与当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度差异较大，为了迅速达到用户所需的铲刀运动速度，则在当前控制策略的精度等级非最高精度等级和第二高精度等级时，跳级升高当前控制策略的精度等级，提高铲刀运动速度的控制效率，尽可能快的满足用户的对平地机的使用需求。

其中，第四速度变化率阈值小于第二速度变化率阈值。

可以理解的是，第二高精度等级即按照精度等级按照从小到大排序后，最高精度等级的前一个精度等级。

在上述任一技术方案中，进一步地，控制策略包括控制手柄的位移与驱动装置的阀体开度之间的多个第一对应关系，多个第一对应关系中任意两个第一对应关系具有不同的精度等级；其中，阀体开度与铲刀的运动速度正相关。

在该技术方案中，驱动装置的液压流量决定了驱动装置向铲刀传递的动力输出量，也即液压流量直接影响铲刀的运动速度。但考虑到控制装置需要通过输出电流控制阀芯开度才能改变液压流量，所以，将控制策略设置为控制手柄的位移与驱动装置的阀体开度之间的第一对应关系。通过第一对应关系控制阀体开度，以对液压流量进行调整，进而间接调节铲刀的运动速度。

进一步地，控制策略包括控制手柄的位移与驱动装置的阀体开度之间的多个第一对应关系，其中，每一个第一对应关系均指示了多个位移及其对应的阀体开度，且位移和阀体开度一一对应。多个第一对应关系中任意两个第一对应关系具有不同的精度等级，也即第一对应关系的精度等级均不相同。在控制铲刀时，并通过调整第一对应关系的多种不同精度等级来适应不同的工况，提升铲刀控制可靠性，保证施工面质量。

具体地，第一对应关系的计算公式为：Y＝m×X³+n×X²+p×X+q，Y表示阀体开度，X表示控制手柄的位移，m、n、p、q为常数，m、n、p、q的取值范围为-10～10。

需要说明的是，平地机还包括与铲刀连接的驱动装置，驱动装置包括液压系统和阀体，阀体用于控制液压系统的液压流量，液压系统能够为铲刀运动提供动力。其中，阀体包括上升阀和下降阀，对于不同类型的阀体，所采用的第一对应关系不同。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括：获取多个第一对应关系中任一精度等级的第一对应关系和多个精度等级系数；根据任一精度等级的第一对应关系和多个精度等级系数，确定具有不同精度等级的多个第一对应关系。

在该技术方案中，在根据控制手柄的速度变化率切换不同精度等级的第一对应关系之前，需要在系统中设定多个不同精度等级的第一对应关系。其中，先获取任一精度等级的第一对应关系，以及多个精度等级系数。以任一精度等级的第一对应关系为基准，结合精度等级系数进行比例运算，得到具有不同精度等级的多个第一对应关系。也即，只需采集某一个精度等级下多个位移对应的多个阀体开度，并形成一个第一对应关系，在一个第一对应关系中位移与阀体开度一一对应，并利用比例运算的方式在已得的任一精度等级的第一对应关系基础上，调整第一对应关系的数据变化趋势。从而在保证控制精确度的基础上，有效减少数据采集量，简化控制策略的建立过程。

在上述任一技术方案中，进一步地，获取多个第一对应关系中任一精度等级的第一对应关系，包括：获取任一精度等级的控制手柄的位移与驱动装置的液压流量之间的第二对应关系、以及液压流量与阀体开度之间的第三对应关系；对第二对应关系和第三对应关系进行拟合处理，得到任一精度等级的第一对应关系；其中，液压流量与阀体开度正相关。

在该技术方案中，先设定任一精度等级的控制手柄的位移与驱动装置的液压流量之间的第二对应关系，通过第二对应关系来表征控制手柄的位移和运动速度之间的关系。还需要获取液压流量与阀体开度之间的第三对应关系，其中，第三对应关系与阀体的结构参数、型号相关，且阀体开度越大，液压流量越大。将第二对应关系和第三对应关系进行拟合换算，得到任一精度等级的第一对应关系。从而综合考虑控制手柄的位移、阀芯开度、液压流量三者之间的关系，构建第一对应关系，使得铲刀控制策略更精准且平滑，避免发生“跳速”现象，而且能够使液压流量输出更为稳定，减少平地机的机身抖动。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括：获取控制手柄的历史位移和历史位移对应的历史液压流量；根据历史位移和历史液压流量，确定第二对应关系。

在该技术方案中，第二对应关系不仅可以由用户手动输入，还可以将预设时间段内的控制手柄的历史位移和历史位移对应的历史液压流量带入预设的数学模型，自动训练出第二对应关系。使得第二对应关系可以在实际应用中不断调整，进而不断修正铲刀运动速度的控制策略，使得控制策略更加贴合用户的控制习惯。而且通过平地机的历史数据作为训练依据，更加符合平地机的运行条件，在优化调整过程的同时确保调整后第二对应关系和第一对应关系的准确度，避免手动输入存在的无法实现或输入错误等问题。

根据本发明的第二方面，还提出了一种平地机的控制方法的控制系统，包括检测装置，检测装置用于检测控制手柄的位移；驱动装置，驱动装置用于驱动铲刀运动；控制装置，与检测装置和驱动装置连接，控制装置用于根据检测装置检测的控制手柄的位移确定控制手柄的速度变化率，并根据速度变化率调整驱动装置的铲刀的控制策略。

在该技术方案中，控制系统包括检测装置、驱动装置和控制装置。控制装置能够根据检测装置检测的控制手柄的位移，确定控制手柄的速度变化率，并根据速度变化率调整驱动装置的铲刀控制策略，使得驱动装置响应控制手柄的操作时，能够按照较佳的控制策略驱动铲刀运动，实现铲刀的速度控制。一方面，根据控制手柄的运动规律，自动判断工况，并在不同工况下调用系统内不同的控制策略，满足用户对铲刀的控制需求，提升平地机的工况适应性。另一方面，能够动态调整控制策略，避免用户通过手动切换工作模式的方式变更控制策略，简化用户手动操作，提升工作效率。

进一步地，驱动装置包括：液压系统，液压系统的输出端与铲刀连接；阀体，与控制装置和液压系统连接，阀体用于调节液压系统的液压流量。控制装置可通过输入电流对阀体开度进行控制，以调节液压系统的液压流量，进而间接控制铲刀的运动速度。

具体地，阀体包括上升阀和下降阀，对于不同类型的阀体，所采用的控制策略不同。

根据本发明的第三方面，还提出了一种平地机，包括：铲刀；控制手柄，控制手柄用于调节铲刀的运动速度；第二方面提出的控制系统，与控制手柄和铲刀连接。因此该平地机具备第二方面提出的控制系统的全部有益效果，为避免重复，不再过多赘述。

根据本发明的第四方面，提出了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时执行第一方面提出的平地机的控制方法。因此该可读存储介质具备第一方面提出的平地机的控制方法的全部有益效果，为避免重复，不再过多赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明一个实施例的平地机的控制方法的流程示意图之一；

图2示出了本发明一个实施例的平地机的控制方法的流程示意图之二；

图3示出了本发明一个实施例的平地机的控制方法的流程示意图之三；

图4示出了本发明一个实施例的平地机的控制方法的流程示意图之四；

图5示出了本发明一个实施例的平地机的控制方法的流程示意图之五；

图6示出了本发明一个具体实施例的平地机的控制方法的流程示意图；

图7示出了本发明一个具体实施例的平地机的控制方法的流程示意图；

图8示出了本发明一个实施例的控制装置结构框图；

图9示出了本发明一个具体实施例的上升阀的控制策略示意图；

图10示出了本发明一个具体实施例的下降阀的控制策略示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图10描述根据本发明一些实施例的平地机的控制方法、控制系统、平地机和可读存储介质。

实施例1：

如图1所示，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种平地机的控制方法，其中，平地机包括铲刀和控制手柄，控制手柄用于调节铲刀的运动速度；该方法包括：

步骤102，获取控制手柄的位移；

步骤104，根据控制手柄的位移确定控制手柄的速度变化率；

步骤106，根据速度变化率，调整铲刀的控制策略。

在该实施例中，当平地机启动后，按照预设时间间隔周期性采集控制手柄的位移。根据当前采样时刻的位移和前一采样时刻的位移计算控制手柄的速度变化率。通过控制手柄的速度变化率判断用户操作控制手柄的趋势，也即不同工况下用户对铲刀运动速度的需求，从而结合速度变化率的大小，调整铲刀的控制策略。一方面，根据控制手柄的运动规律，自动判断工况，并在不同工况下调用系统内不同的控制策略，满足用户对铲刀的控制需求，提升平地机的工况适应性。另一方面，实现控制策略的动态调整，避免用户通过手动切换工作模式的方式变更控制策略，简化用户手动操作，提升工作效率。

需要说明的是，平地机包括铲刀和控制手柄。用户能够通过操作控制手柄来调节铲刀的运动速度，控制手柄的位移越大，铲刀的运动速度越快，铲刀的稳定性越低。铲刀的控制策略指示有控制手柄的位移和铲刀的运动速度之间的多种关系，也即多个铲刀控制曲线。

实施例2：

如图2所示，根据本发明的一个实施例，提出了一种平地机的控制方法，其中，平地机包括铲刀、控制手柄，控制手柄用于调节铲刀的运动速度；该方法包括：

步骤202，获取控制手柄的位移；

步骤204，根据控制手柄的位移确定控制手柄的速度变化率；

步骤206，速度变化率大于第一速度变化率阈值是否持续预设时长，若是，进入步骤208，若否，进入步骤210；

步骤208，按照预设等级降低当前控制策略的精度等级；

步骤210，速度变化率小于第二速度变化率阈值是否持续预设时长，若是，进入步骤212，若否，进入步骤214；

步骤212，按照预设等级升高当前控制策略的精度等级；

步骤214，保持当前控制策略的精度等级。

其中，第一速度变化率阈值大于第二速度变化率阈值，可按需合理设置。

在该实施例中，当检测到控制手柄的速度变化率大于第一速度变化率阈值，且控制手柄的速度变化率大于第一速度变化率阈值的持续时长大于预设时长，此时，用户加大对控制手柄的推杆力度，导致控制手柄位移持续增大，说明用户需要的铲刀运动速度大于当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度，也即，按照当前应用的控制策略得到运动速度无法适应当前工况对运动速度的需求，则按照预设等级降低当前控制策略的精度等级，从而提升控制策略中控制手柄的位移对应的运动速度。

当检测到控制手柄的速度变化率小于第二速度变化率阈值，且控制手柄的速度变化率小于第二速度变化率阈值的持续时长大于预设时长，此时用户减小对控制手柄的推杆力度，导致控制手柄位移持续减小，说明用户需要的铲刀运动速度小于当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度，也即，按照当前应用的控制策略得到运动速度无法适应当前工况对铲刀平稳性的需求，则按照预设等级升高当前控制策略的精度等级，从而降低控制策略中控制手柄的位移对应的运动速度，以保证铲刀的稳定性。

当检测到控制手柄的速度变化率处于第一速度变化率阈值和第二速度变化率阈值之间，说明当前控制策略能够满足用户的控制需求，则维持现状，无需进行控制策略的切换操作。进而实现控制策略的动态调整，解决了平地机模式切换繁琐的问题，在不同工况下调用系统内不同的控制策略，满足用户对铲刀的控制需求，特别是需要临时调整铲刀高度和角度来跨过石块等障碍物的场景，避免用户手动进行频繁的切换，提升了平地机平地的精度和操作效率。

其中，预设时长可根据用户对铲刀的控制需求和稳定性合理设置，例如，预设时长等于预设时间间隔。

可以理解的是，精度等级与铲刀的运动速度负相关。其中，控制策略的精度等级越高，速度控制精细程度越高，铲刀运行时的稳定性越高，铲刀运动速度越慢，更适合精平整的工况。相反的，控制策略的精度等级越低，速度控制精细程度越低，铲刀运行时的稳定性越差，铲刀运动速度越块，更适合粗平整的工况。进一步地，速度变化率分正负，速度变化率大于0时，降低控制策略的精度等级，以提升铲刀运动速度，速度变化率小于0时，升高控制策略的精度等级，以通过降低铲刀运动速度的方式提高控制精细程度。

实施例3：

如图3所示，根据本发明的一个实施例，提出了一种平地机的控制方法，其中，平地机包括铲刀、控制手柄，控制手柄用于调节铲刀的运动速度；该方法包括：

步骤302，获取控制手柄的位移；

步骤304，根据控制手柄的位移确定控制手柄的速度变化率；

步骤306，速度变化率大于或等于第三速度变化率阈值是否持续预设时长，若是，进入步骤308，若否，进入步骤310；

步骤308，在当前控制策略的精度等级非最低精度等级和第二低精度等级时，跳级降低当前控制策略的精度等级；

步骤310，速度变化率大于第一速度变化率阈值是否持续预设时长，若是，进入步骤312，若否，进入步骤314；

步骤312，在当前控制策略的精度等级非最低精度等级时，逐级降低当前控制策略的精度等级；

步骤314，速度变化率小于或等于第四速度变化率阈值是否持续预设时长，若是，进入步骤316，若否，进入步骤318；

步骤316，在当前控制策略的精度等级非最高精度等级和第二高精度等级时，跳级升高当前控制策略的精度等级；

步骤318，速度变化率小于第二速度变化率阈值是否持续预设时长，若是，进入步骤320，若否，进入步骤322；

步骤320，在当前控制策略的精度等级非最高精度等级时，逐级升高当前控制策略的精度等级；

步骤322，保持当前控制策略的精度等级。

其中，第三速度变化率阈值＞第一速度变化率阈值＞第二速度变化率阈值＞第四速度变化率阈值，可按需合理设置。

在该实施例中，在控制手柄位移持续增大，也即速度变化率大于第一速度变化率阈值的基础上。若检测到速度变化率小于第三速度变化率阈值，并能够持续预设时长，说明用户需要的铲刀运动速度与当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度差异较小。则在当前控制策略的精度等级非最低精度等级时，逐级降低当前控制策略的精度等级，以平稳切换控制策略，不仅降低用户对切换操作的感知，还有利于提升控制策略的调节准确度。若检测到速度变化率大于或等于第三速度变化率阈值，且速度变化率大于或等于第三速度变化率阈值的持续时长大于预设时长，说明用户需要的铲刀运动速度与当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度差异较大，为了迅速达到用户所需的铲刀运动速度，则在当前控制策略的精度等级非最低精度等级和第二低精度等级时，跳级降低当前控制策略的精度等级，提高铲刀运动速度的控制效率，尽可能快的满足用户的对平地机的使用需求。

进一步地，基于与降低当前控制策略的精度等级时相同的逻辑。在控制手柄位移持续减小，也即速度变化率小于第二速度变化率阈值的基础上。若检测到速度变化率大于第四速度变化率阈值能够持续预设时长，说明用户需要的铲刀运动速度与当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度差异较小。则在当前控制策略的精度等级非最高精度等级时，逐级升高当前控制策略的精度等级，以平稳切换控制策略，降低用户对切换操作的感知，有利于提升控制策略的调节准确度，有效防止控制策略的反复切换。若检测到速度变化率小于或等于第四速度变化率阈值，且速度变化率小于或等于第四速度变化率阈值的持续时长大于预设时长，说明用户需要的铲刀运动速度与当前应用的控制策略所提供的铲刀运动速度差异较大，为了迅速达到用户所需的铲刀运动速度，则在当前控制策略的精度等级非最高精度等级和第二高精度等级时，跳级升高当前控制策略的精度等级，提高铲刀运动速度的控制效率，尽可能快的满足用户的对平地机的使用需求。

实施例4：

如图4所示，根据本发明的一个实施例，提出了一种平地机的控制方法，其中，平地机包括铲刀、控制手柄和驱动装置，控制手柄用于调节铲刀的运动速度，驱动装置用于驱动铲刀运动；该方法包括：

步骤402，获取控制手柄的位移与驱动装置的阀体开度之间的多个第一对应关系中任一精度等级的第一对应关系和多个精度等级系数；

步骤404，根据任一精度等级的第一对应关系和多个精度等级系数，确定具有不同精度等级的多个第一对应关系；

步骤406，获取控制手柄的位移；

步骤408，根据控制手柄的位移确定控制手柄的速度变化率；

步骤410，速度变化率大于第一速度变化率阈值是否持续预设时长，若是，进入步骤412，若否，进入步骤414；

步骤412，按照预设等级降低当前第一对应关系的精度等级；

步骤414，速度变化率小于第二速度变化率阈值是否持续预设时长，若是，进入步骤416，若否，进入步骤418；

步骤416，按照预设等级升高当前第一对应关系的精度等级；

步骤418，保持当前第一对应关系的精度等级。

其中，控制策略包括控制手柄的位移与驱动装置的阀体开度之间的多个第一对应关系，多个第一对应关系中任意两个第一对应关系具有不同的精度等级。

在该实施例中，驱动装置的液压流量决定了驱动装置向铲刀传递的动力输出量，也即液压流量直接影响铲刀的运动速度。但考虑到控制装置需要通过输出电流控制阀芯开度才能改变液压流量，所以，将控制策略设置为控制手柄的位移与驱动装置的阀体开度之间的第一对应关系。通过第一对应关系控制阀体开度，以对液压流量进行调整，进而间接调节铲刀的运动速度。

具体地，多个第一对应关系中的每一个第一对应关系均指示了多个位移及其对应的阀体开度，且位移和阀体开度一一对应。多个第一对应关系中任意两个第一对应关系具有不同的精度等级，也即控制策略中的第一对应关系的精度等级均不相同。在控制铲刀时，并通过调整第一对应关系的多种不同精度等级来适应不同的工况，提升铲刀控制可靠性，保证施工面质量。

其中，第一对应关系的计算公式为：Y＝m×X³+n×X²+p×X+q，X表示控制手柄的位移，Y表示阀体开度，m、n、p、q为常数，m、n、p、q的取值范围为-10～10。例如，如图9所示，控制策略包括3个精度等级的第一对应关系，精度等级分别为1级、2级、3级，精度等级越高，控制逻辑越精细，用于表示第一对应关系的控制曲线越平缓。对于1级、2级、3级的第一对应关系，相同的位移对应的阀体开度不同，且精度等级越大，阀体开度越小。

可以理解的是，第一对应关系的表示形式不限于线条、表格、函数关系等，图9中通过线条表示第一对应关系。

进一步地，在根据控制手柄的速度变化率切换不同精度等级的第一对应关系之前，需要在系统中设定多个不同精度等级的第一对应关系，也即控制策略。其中，先获取任一精度等级的第一对应关系，以及多个精度等级系数。以任一精度等级的第一对应关系为基准，结合精度等级系数进行比例运算，得到具有不同精度等级的多个第一对应关系。也即，只需采集某一个精度等级下多个位移对应的多个阀体开度，并形成一个第一对应关系，在一个第一对应关系中位移与阀体开度一一对应，并利用比例运算的方式在已得的任一精度等级的第一对应关系基础上，调整第一对应关系的数据变化趋势。从而在保证控制精确度的基础上，有效减少数据采集量，简化控制策略的建立过程。

具体地，如图9和图10所示，Y＝F(X)＝m×X³+n×X²+p×X+q，F表示任一精度等级的第一对应关系，则其它精度等级的第一对应关系中的阀芯开度满足Yn＝α×Y＝α×(F(X))＝α×(m×X³+n×X²+p×X+q)，α表示精度等级系数，n表示精度等级。例如，预先设定3级的第一对应关系F3，则Y3＝F3(X)，以及2级对应的精度等级系数为1.25，1级对应的精度等级系数为1.25。分别将Y2＝1.25×Y3和Y1＝1.5×Y3的数学关系带入3级第一对应关系F3的方程得到2级第一对应关系F2和1级第一对应关系F1。

值得一提的是，精度等级系数的值和数量可根据用户的控制需求合理设置，精度等级系数的取值范围为0.1～5.0，例如，获得的基准第一对应关系的精度等级为2级，此时需要配置5种不同精度等级的第一对应关系，精度等级系数分别为0.5、1、1.25、1.5、2。

实施例5：

如图5所示，根据本发明的一个实施例，提出了一种平地机的控制方法，其中，平地机包括铲刀、控制手柄和驱动装置，控制手柄用于调节铲刀的运动速度，驱动装置用于驱动铲刀运动；该方法包括：

步骤502，获取任一精度等级的控制手柄的位移与驱动装置的液压流量之间的第二对应关系、以及液压流量与阀体开度之间的第三对应关系；

步骤504，对第二对应关系和第三对应关系进行拟合处理，得到任一精度等级的第一对应关系；

步骤506，获取多个精度等级系数；

步骤508，根据任一精度等级的第一对应关系和多个精度等级系数，确定具有不同精度等级的多个第一对应关系；

步骤510，获取控制手柄的位移；

步骤512，根据控制手柄的位移确定控制手柄的速度变化率；

步骤514，根据速度变化率调整控制策略中第一对应关系的精度等级。

其中，液压流量与阀体开度正相关。

在该实施例中，先设定任一精度等级的控制手柄的位移与驱动装置的液压流量之间的第二对应关系，通过第二对应关系来表征控制手柄的位移和运动速度之间的关系。还需要获取液压流量与阀体开度之间的第三对应关系，其中，第三对应关系与阀体的结构参数、型号相关，且阀体开度越大，液压流量越大。将第二对应关系和第三对应关系进行拟合换算，得到任一精度等级的第一对应关系。再利用得到任一精度等级的第一对应关系和多个精度等级系数，确定出多个第一对应关系，以构建完整的控制策略。一方面，综合考虑控制手柄的位移、阀芯开度、液压流量三者之间的关系，构建第一对应关系，使得铲刀控制策略更精准且平滑，避免发生“跳速”现象，而且能够使液压流量输出更为稳定，减少平地机的机身抖动。另一方面，根据控制手柄的运动规律，自动判断工况，并在不同工况下调用系统内不同的精度等级的第一对应关系，满足用户对铲刀的控制需求，提升平地机的工况适应性。

进一步地，对于多个第一对应关系的获得方式，还可以先根据任一精度等级的控制手柄的位移与驱动装置的液压流量之间的第二对应关系和多个精度等级系数，确定出具有不同精度等级的多个第二对应关系，在将多个第二对应关系分别与第三对应关系进行拟合，得到不同精度等级的多个第一对应关系。

具体地，第二对应关系的计算公式为：Z＝a×X³+b×X²+c×X+d，第三对应关系的计算公式为：Z＝k×Y，其中，Z表示液压流量，a、b、c、d、k为常数，a、b、c、d、k的取值范围为-10～10。

实施例6：

如图6所示，根据本发明的一个实施例，提出了一种平地机的控制方法，其中，平地机包括铲刀、控制手柄和驱动装置，控制手柄用于调节铲刀的运动速度，驱动装置用于驱动铲刀运动；该方法包括：

步骤602，获取控制手柄的历史位移和历史位移对应的历史液压流量；

步骤604，根据历史位移和历史液压流量，确定任一精度等级的控制手柄的位移与驱动装置的液压流量之间的第二对应关系；

步骤606，获取液压流量与阀体开度之间的第三对应关系和多个精度等级系数；

步骤608，对第二对应关系和第三对应关系进行拟合处理，得到任一精度等级的第一对应关系；

步骤610，根据任一精度等级的第一对应关系和多个精度等级系数，确定具有不同精度等级的多个第一对应关系；

步骤612，获取控制手柄的位移；

步骤614，根据控制手柄的位移确定控制手柄的速度变化率；

步骤616，根据速度变化率调整控制策略中第一对应关系的精度等级。

在该实施例中，第二对应关系不仅可以由用户手动输入，还可以将预设时间段内的控制手柄的历史位移和历史位移对应的历史液压流量带入预设的数学模型，自动训练出第二对应关系。使得第二对应关系可以在实际应用中不断调整，进而不断修正铲刀运动速度的控制策略，使得控制策略更加贴合用户的控制习惯。而且通过平地机的历史数据作为训练依据，更加符合平地机的运行条件，在优化调整过程的同时确保调整后第二对应关系和第一对应关系的准确度，避免手动输入存在的无法实现或输入错误等问题。

实施例7：

如图7所示，根据本发明的一个具体实施例，提出了一种平地机的控制方法，其中，平地机包括铲刀、控制手柄和驱动装置，控制手柄用于调节铲刀的运动速度，驱动装置用于驱动铲刀运动；该方法包括：

步骤702，获取控制手柄位移X；

步骤704，X处于持续增大状态是否超过时间值Tm，若是，进入步骤706，若否，进入步骤702；

步骤706，切换控制曲线；

步骤708，若当前曲线为F3，则将F3切换为F2；

步骤710，若当前曲线为F2，则将F2切换为F1；

步骤712，若当前曲线为F1，则不切换；

步骤714，X处于持续减小状态是否超过时间值Tm，若是，进入步骤716，若否，进入步骤702；

步骤716，切换控制曲线；

步骤718，若当前曲线为F3，则不切换；

步骤720，若当前曲线为F2，则将F2切换为F3；

步骤722，若当前曲线为F1，则将F1切换为F2。

在该实施例中，当操作者加大控制手柄推杆力度，导致位移X持续增大，此时系统可以提供的铲刀运动速度V1<操作者需要的铲刀运动速度V0。系统内置三种铲刀控制精度：精细，中等，粗糙，如图9所示，假设精细模式控制曲线为F3(精度等级为3级的第一对应关系)，中等模式控制曲线为F2(精度等级为2级的第一对应关系)，粗糙模式控制曲线为F1(精度等级为1级的第一对应关系)。当位移X持续增大超过某一时间值Tm，系统即判断此时的控制精度不满足需求，那么控制曲线会由F3切换为F2或由F2切换为F1。同样的，操作者减小控制手柄推杆力度，导致位移X持续减小，此时V1>V0。当位移X持续减小超过某一时间值Tm，系统即判断此时的控制精度不满足需求，那么控制曲线会由F1切换为F2或由F2切换为F3。从而根据铲刀操作手柄的运动规律，自动判断工况，并根据工况不同调用系统内不同精度曲线，减少手动操作，提升平地机的工作效率和工况适应性。而且，在精平整时调用精度等级较高的控制曲线，可使铲刀控制稳定，平整面质量高。

进一步地，如图9所示，以上升阀的控制曲线为例，参与控制变量可分为：控制手柄的位移(X)、阀芯开度(Y)和液压流量(Z)。其中，X为输入变量，由操作者输入。Z为被控制参数，反映为具体的物理现象即为平地机铲刀运动的快慢。但是，需要明确，虽然Z为被控制参数，但控制装置通过输出电流直接控制的变量却是Y，所以需要求得的位移-阀体开度的曲线F的方程为Y＝F(X)。另外，Z＝P(Y)＝k×Y为阀芯特性，与外界环境无关，P为阀体开度-液压流量的曲线(第三对应关系)。

控制曲线的获得方法：

先根据经验和需求设定位移-流量的曲线(第二对应关系)M的方程为Z＝M(X)＝a×X³+b×X²+c×X+d，通过将M与P拟合，得到曲线F，且F满足Y＝P’(Z)＝P’(M(X))＝F(X)＝m×X³+n×X²+p×X+q。其中，P’为M与P的拟合方程，a、b、c、d、m、n、p、q、k为常量。此外，由于曲线M为经验曲线，所以需要通过反复试验来标定所求得的曲线F的系数，从而得到最理想的曲线M，为了便于比较，图9和图10中示出了曲线M1、M2、M3，分别表示粗糙模式、中等模式、精细模式的位移-流量曲线。最后，需要分别将Y1＝α1×Y和Y2＝α2×Y的数学关系带入曲线F的方程得到中等曲线F1和粗糙曲线F2。例如，α1＝1.5，α2＝1.25，则F2为中等精度曲线，F1为粗糙精度曲线。同样地，如图10所示，重复上述的过程我们可以得到下降阀的控制曲线。从而建立控制策略的数学模型，用曲线拟合的方式，将控制手柄的位移-阀芯开度-液压流量之间的函数关系都考虑进来，输出一条多项式方程曲线，使整改铲刀控制曲线更平滑、精准，且无跳速。而且在已得的控制曲线基础上，通过精度等级系数(α1、α2)调整曲线走势，分别得到上升阀和下降阀的三条不同精度的控制曲线。

实施例8：

如图8所示，根据本发明第二方面的实施例提出了一种控制系统800，包括检测装置802，检测装置802用于检测控制手柄的位移；驱动装置804，驱动装置804用于驱动铲刀运动；控制装置806，与检测装置802和驱动装置804连接，控制装置806用于根据检测装置802检测的控制手柄的位移确定控制手柄的速度变化率，并根据速度变化率调整铲刀的控制策略。

在该技术方案中，控制系统包括检测装置802、驱动装置804和控制装置806。控制装置806能够根据检测装置802检测的控制手柄的位移，确定控制手柄的速度变化率，并根据速度变化率调整驱动装置804的铲刀控制策略，以使驱动装置804响应控制手柄的操作时，能够按照较佳的控制策略驱动铲刀运动，实现铲刀的速度控制。一方面，根据控制手柄的运动规律，自动判断工况，并在不同工况下调用系统内不同的控制策略，满足用户对铲刀的控制需求，提升平地机的工况适应性。另一方面，能够动态调整控制策略，避免用户通过手动切换工作模式的方式变更控制策略，简化用户手动操作，提升工作效率。

进一步地，驱动装置804包括：液压系统，液压系统的输出端与铲刀连接；阀体，与控制装置和液压系统连接，阀体用于调节液压系统的液压流量。控制装置可通过输入电流对阀体开度进行控制，以调节液压系统的液压流量，进而间接控制铲刀的运动速度。

具体地，阀体包括上升阀和下降阀，对于不同类型的阀体，所采用的控制策略不同。

实施例9：

根据本发明第三方面的实施例，提出了一种平地机，包括：铲刀；控制手柄，控制手柄用于调节铲刀的运动速度；第二方面提出的控制系统，与控制手柄和铲刀连接。因此该平地机具备第二方面提出的控制系统的全部有益效果，为避免重复，不再过多赘述。

实施例10：

根据本发明的第四方面的实施例，提出了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时执行第一方面实施例提出的平地机的控制方法。因此该可读存储介质具备第一方面实施例提出的平地机的控制方法的全部有益效果，为避免重复，不再过多赘述。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种平地机的控制方法，所述平地机包括铲刀、控制手柄，所述控制手柄用于调节所述铲刀的运动速度，其特征在于，所述平地机的控制方法包括：

获取所述控制手柄的位移；

根据所述控制手柄的位移确定所述控制手柄的速度变化率；

根据所述速度变化率，调整所述铲刀的控制策略。

2.根据权利要求1所述的平地机的控制方法，其特征在于，所述根据所述速度变化率，调整所述铲刀的控制策略，包括：

若所述速度变化率大于第一速度变化率阈值持续预设时长，按照预设等级降低当前控制策略的精度等级；

若所述速度变化率小于第二速度变化率阈值持续所述预设时长，按照所述预设等级升高所述当前控制策略的精度等级；

若所述速度变化率小于或等于所述第一速度变化率阈值，且大于或等于所述第二速度变化率阈值，保持所述当前控制策略的精度等级；

其中，所述第一速度变化率阈值大于所述第二速度变化率阈值。

3.根据权利要求2所述的平地机的控制方法，其特征在于，所述若所述速度变化率大于第一速度变化率阈值持续预设时长，按照预设等级降低当前控制策略的精度等级，包括：

若所述速度变化率大于第一速度变化率阈值，且小于第三速度变化率阈值持续所述预设时长，在所述当前控制策略的精度等级非最低精度等级时，逐级降低所述当前控制策略的精度等级；

若所述速度变化率大于或等于所述第三速度变化率阈值持续所述预设时长，在所述当前控制策略的精度等级非最低精度等级和第二低精度等级时，跳级降低所述当前控制策略的精度等级。

4.根据权利要求2所述的平地机的控制方法，其特征在于，所述若所述速度变化率小于第二速度变化率阈值持续所述预设时长，按照所述预设等级升高所述当前控制策略的精度等级，包括；

若所述速度变化率小于第二速度变化率阈值，且大于第四速度变化率阈值持续所述预设时长，在所述当前控制策略的精度等级非最高精度等级时，逐级升高所述当前控制策略的精度等级；

若所述速度变化率小于或等于所述第四速度变化率阈值持续所述预设时长，在所述当前控制策略的精度等级非最高精度等级和第二高精度等级时，跳级升高所述当前控制策略的精度等级。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的平地机的控制方法，所述平地机还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述铲刀运动，其特征在于，

所述控制策略包括所述控制手柄的位移与所述驱动装置的阀体开度之间的多个第一对应关系，所述多个第一对应关系中任意两个第一对应关系具有不同的精度等级；

第一对应关系的计算公式为：Y＝m×X³+n×X²+p×X+q；

其中，Y表示所述阀体开度，X表示所述控制手柄的位移，m、n、p、q为常数，所述阀体开度与所述铲刀的运动速度正相关。

6.根据权利要求5所述的平地机的控制方法，其特征在于，还包括：

获取所述多个第一对应关系中任一精度等级的第一对应关系和多个精度等级系数；

根据所述任一精度等级的第一对应关系和多个精度等级系数，确定具有不同精度等级的所述多个第一对应关系。

7.根据权利要求6所述的平地机的控制方法，其特征在于，所述获取所述多个第一对应关系中任一精度等级的第一对应关系，包括：

获取所述任一精度等级的所述控制手柄的位移与所述驱动装置的液压流量之间的第二对应关系、以及所述液压流量与所述阀体开度之间的第三对应关系；

对所述第二对应关系和所述第三对应关系进行拟合处理，得到所述任一精度等级的第一对应关系；

其中，所述液压流量与所述阀体开度正相关。

8.根据权利要求7所述的平地机的控制方法，其特征在于，还包括：

获取所述控制手柄的历史位移和所述历史位移对应的历史液压流量；

根据所述历史位移和历史液压流量，确定所述第二对应关系。

9.一种用于实施权利要求1至8中任一项所述的平地机的控制方法的控制系统，其特征在于，包括：

检测装置，所述检测装置用于检测控制手柄的位移；

驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述铲刀运动；

控制装置，与检测装置和驱动装置连接，控制装置用于根据检测装置检测的控制手柄的位移确定所述控制手柄的速度变化率，并根据所述速度变化率调整所述驱动装置的铲刀的控制策略。

10.一种平地机，其特征在于，包括：

铲刀；

控制手柄，所述控制手柄用于调节所述铲刀的运动速度；

如权利要求9所述的控制系统，与所述控制手柄和所述铲刀连接。

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