CN115341598A - 正流量挖掘机及其控制方法、控制装置和控制器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种正流量挖掘机及其控制方法、控制装置和控制器，用于正流量挖掘机的控制方法包括：获取发动机的各个档位所对应的第一主泵和第二主泵的总预设功率标准值及各个档位所对应的发动机的负荷率标准值；根据各个档位所对应的负荷率标准值对各个档位所对应的总预设功率标准值进行校准，以得到各个档位所对应的第一主泵和第二主泵的总预设功率校准值；以及根据各个档位与总预设功率校准值的对应关系控制输出至第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀的控制电流，以控制第一主泵和第二主泵的输出功率。本发明实施例可以避免因主泵电磁阀等元器件不一致导致的功率设定偏差，保证主泵输出功率的准确性，避免正流量挖掘机工作在非经济油耗区。

Description

正流量挖掘机及其控制方法、控制装置和控制器

技术领域

本发明涉及挖掘机控制技术领域，具体地涉及一种正流量挖掘机及其控制方法、控制装置和控制器。

背景技术

为保证正流量挖掘机的燃油效率，通常需根据发动机万有特性曲线及fulemap图等将液压系统的输出功率设定在发动机的最佳油耗区，同时为满足不同的工况，通常设定多组模式及多个档位以适配不同需求。由于主泵电磁阀、调节器等元器件不一致，在标准样机调试阶段设定的参数的标准值无法适配批量机型，导致的功率设定偏差，从而影响输出功率的准确性，使得正流量挖掘机有可能工作在非经济油耗区，降低了整机燃油经济性。因此，急需提出一种技术方案来解决现有技术中的上述技术问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种正流量挖掘机及其控制方法、控制装置和控制器，解决现有技术中的上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于正流量挖掘机的控制方法，正流量挖掘机包括发动机、第一主泵、第二主泵、第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀，控制方法包括：获取发动机的各个档位所对应的第一主泵和第二主泵的总预设功率标准值及各个档位所对应的发动机的负荷率标准值；根据各个档位所对应的负荷率标准值对各个档位所对应的总预设功率标准值进行校准，以得到各个档位所对应的第一主泵和第二主泵的总预设功率校准值；以及根据各个档位与总预设功率校准值的对应关系控制输出至第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀的控制电流，以控制第一主泵和第二主泵的输出功率。

在本发明实施例中，各个档位所对应的总预设功率标准值和各个档位所对应的负荷率标准值是基于正流量挖掘机对应的标准样机而确定的。

在本发明实施例中，根据各个档位所对应的负荷率标准值对各个档位所对应的总预设功率标准值进行校准包括：启动发动机，并将发动机的档位设置在最高档位；以及依次将发动机的各个档位作为目标档位，并执行如下过程：将第一主泵和第二主泵的总预设功率初始化为目标档位所对应的总预设功率标准值；将目标档位所对应的负荷率标准值作为发动机的负荷率的目标整定值；以及控制正流量挖掘机执行动臂提升溢流动作，并根据目标整定值对第一主泵和第二主泵的总预设功率进行闭环控制，以得到目标档位所对应的总预设功率校准值。

在本发明实施例中，根据目标整定值对第一主泵和第二主泵的总预设功率进行闭环控制包括：根据增量式数字PID算法对第一主泵和所述第二主泵的总预设功率进行闭环控制，以使发动机的负荷率与目标整定值之间的偏差小于第一预设偏差。

在本发明实施例中，闭环控制的一次控制过程包括：获取发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率；确定发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率与目标整定值之间的第一差值；在第一差值的绝对值小于第一预设偏差的情况下，将第一主泵和第二主泵在当前控制过程中的总预设功率作为目标档位所对应的总预设功率校准值，并结束闭环控制；在第一差值的绝对值大于或等于第一预设偏差的情况下，获取发动机在上一控制过程中达到稳定状态时的负荷率与目标整定值之间的第二差值；以及根据第一主泵和第二主泵在当前控制过程中的总预设功率、第一差值和第二差值确定第一主泵和第二主泵在下一控制过程中的总预设功率，并执行下一控制过程。

在本发明实施例中，获取发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率包括：获取发动机在当前采样时刻的负荷率；确定发动机在当前采样时刻的负荷率与发动机在上一采样时刻的负荷率之间的偏差；以及在偏差小于第二预设偏差的情况下，将发动机在当前采样时刻的负荷率作为发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率。

在本发明实施例中，第一主泵和第二主泵在下一控制过程中的总预设功率、第一主泵和第二主泵在当前控制过程中的总预设功率、第一差值和第二差值之间的关系满足公式(1)：

Temp_Power[t+1]＝Temp_Power[t]+Kp*(e[t]-e[t-1])+Ki*e[t] (1)

其中，Temp_Power[t+1]为第一主泵和第二主泵在下一控制过程中的总预设功率，Temp_Power[t]为第一主泵和第二主泵在当前控制过程中的总预设功率，e[t]为第一差值，e[t-1]为第二差值，Kp为计算比例系数，Ki为计算积分系数。

在本发明实施例中，正流量挖掘机还包括操纵机构，根据各个档位与总预设功率校准值的对应关系控制输出至第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀的控制电流包括：获取发动机的档位；根据对应关系确定档位所对应的总预设功率校准值；将第一主泵和第二主泵的总预设功率设置为档位所对应的总预设功率校准值；获取操纵机构的先导压力、发动机的转速、第一主泵的第一压力和第二主泵的第二压力；根据总预设功率、先导压力、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵电磁阀的第一控制电流和第二主泵电磁阀的第二控制电流；以及将第一控制电流和第二控制电流分别输出至第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀。

在本发明实施例中，根据总预设功率、先导压力、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵电磁阀的第一控制电流和第二主泵电磁阀的第二控制电流包括：根据总预设功率确定第一主泵的第一预设功率和第二主泵的第二预设功率；根据先导压力确定第一主泵的第一需求排量和第二主泵的第二需求排量；根据第一需求排量、第二需求排量、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵的第一需求功率和第二主泵的第二需求功率；根据第一预设功率、第二预设功率、第一需求功率和第二需求功率确定第一主泵的第一设定功率和第二主泵的第二设定功率；根据第一设定功率、第二设定功率、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵的第一输出排量和第二主泵的第二输出排量；以及根据第一输出排量和第二输出排量分别确定第一控制电流和第二控制电流。

在本发明实施例中，根据总预设功率确定第一主泵的第一预设功率和第二主泵的第二预设功率包括：将第一预设功率和第二预设功率均设置为总预设功率的50％。

在本发明实施例中，先导压力包括斗杆内收先导压力、斗杆外摆先导压力、回转先导压力、左行走先导压力、右行走先导压力、动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、铲斗内收先导压力和铲斗外摆先导压力，根据先导压力确定第一主泵的第一需求排量和第二主泵的第二需求排量包括：根据左行走先导压力、动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、铲斗内收先导压力、铲斗外摆先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力确定第一需求排量；以及根据右行走先导压力、回转先导压力、动臂提升先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力确定第二需求排量。

在本发明实施例中，根据左行走先导压力、动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、铲斗内收先导压力、铲斗外摆先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力确定第一需求排量包括：根据左行走先导压力、动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、铲斗内收先导压力、铲斗外摆先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力分别确定左行走需求排量、动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、铲斗内收需求排量、铲斗外摆需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量；以及将左行走需求排量、动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、铲斗内收需求排量、铲斗外摆需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量中的最大值作为第一需求排量；根据右行走先导压力、回转先导压力、动臂提升先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力确定第二需求排量包括：根据右行走先导压力、回转先导压力、动臂提升先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力分别确定右行走需求排量、回转需求排量、动臂提升需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量；以及将右行走需求排量、回转需求排量、动臂提升需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量中的最大值作为第二需求排量。

在本发明实施例中，根据第一需求排量、第二需求排量、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵的第一需求功率和第二主泵的第二需求功率包括：

根据公式(2)确定第一需求功率：

其中，power_pilot1为第一需求功率，q1为第一需求排量，n为转速，p1_press为第一压力；

根据公式(3)确定第二需求功率：

其中，power_pilot2为第二需求功率，q2为第二需求排量，n为转速，p2_press为第二压力。

在本发明实施例中，根据第一预设功率、第二预设功率、第一需求功率和第二需求功率确定第一主泵的第一设定功率和第二主泵的第二设定功率包括：将第一预设功率和第一需求功率中的最大值确定为第一设定功率；以及将第二预设功率和第二需求功率中的最大值确定为第二设定功率。

在本发明实施例中，根据第一设定功率、第二设定功率、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵的第一输出排量和第二主泵的第二输出排量包括：

根据公式(4)确定第一输出排量：

其中，q1_set为第一输出排量，power_set1为第一设定功率，n为转速，p1_press为第一压力；

根据公式(5)确定第二输出排量：

其中，q2_set为第二输出排量，power_set2为第二设定功率，n为转速，p2_press为第二压力。

在本发明实施例中，根据第一输出排量和第二输出排量分别确定第一控制电流和第二控制电流包括：

根据公式(6)确定第一控制电流：

其中，set_current1为第一控制电流，q1_set为第一输出排量，q1_min为第一主泵的输出排量的取值范围的非零下限值，q1_max为第一主泵的输出排量的取值范围的上限值，c1_min为第一主泵的控制电流的取值范围的非零下限值，c1_max为第一主泵的控制电流的取值范围的上限值；

根据公式(7)确定第二控制电流：

其中，set_current2为第二控制电流，q2_set为第二输出排量，q2_min为第二主泵的输出排量的取值范围的非零下限值，q2_max为第二主泵的输出排量的取值范围的上限值，c2_min为第二主泵的控制电流的取值范围的非零下限值，c2_max为第二主泵的控制电流的取值范围的上限值。

本发明第二方面提供一种控制器，被配置成执行前述实施例的用于正流量挖掘机的控制方法。

本发明第三方面提供一种用于正流量挖掘机的控制装置，正流量挖掘机包括发动机、第一主泵、第二主泵、第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀；控制装置包括：前述实施例的控制器。

在本发明实施例中，正流量挖掘机还包括操纵机构，控制装置还包括：斗杆内收先导压力传感器，被配置成检测斗杆内收先导压力；斗杆外摆先导压力传感器，被配置成检测斗杆外摆先导压力；回转先导压力传感器，被配置成检测回转先导压力；左行走先导压力传感器，被配置成检测左行走先导压力；右行走先导压力传感器，被配置成检测右行走先导压力；动臂提升先导压力传感器，被配置成检测动臂提升先导压力；动臂下降先导压力传感器，被配置成检测动臂下降先导压力；铲斗内收先导压力传感器，被配置成检测铲斗内收先导压力；铲斗外摆先导压力传感器，被配置成检测铲斗外摆先导压力；第一主泵压力传感器，被配置成检测第一主泵的第一压力；第二主泵压力传感器，被配置成检测第二主泵的第二压力；发动机控制器，被配置成提供发动机的转速和负荷率；以及油门旋钮，被配置成设置发动机的档位。

本发明第四方面提供一种正流量挖掘机，包括：操纵机构；发动机；第一主泵；第二主泵；第一主泵电磁阀；第二主泵电磁阀；以及前述实施例的用于正流量挖掘机的控制装置。

本发明前述实施例通过获取正流量挖掘机的各个档位所对应的总预设功率标准值和各个档位所对应的发动机的负荷率标准值，根据各个档位所对应的发动机的负荷率标准值对正流量挖掘机的各个档位所对应的总预设功率标准值进行校准，得到正流量挖掘机的各个档位所对应的总预设功率校准值，完成校准后根据各个档位与总预设功率校准值的对应关系对输出至主泵电磁阀的控制电流进行控制，可以避免因主泵电磁阀等元器件不一致导致的功率设定偏差，保证主泵输出功率的准确性，避免正流量挖掘机工作在非经济油耗区。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施例的用于正流量挖掘机的控制方法100的流程示意图；

图2是本发明实施例的用于正流量挖掘机的控制装置200的结构示意图；

图3是本发明实施例的正流量挖掘机300的结构示意图；

图4是本发明示例的正流量挖掘机控制系统的结构示意图；

图5是本发明示例的功率校准方法的流程示意图；

图6是本发明示例的功率控制方法的流程示意图；

图7是本发明示例的先导压力-需求排量关系示意图；以及

图8是本发明示例的输出排量-控制电流关系示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明，若本申请实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

如图1所示，在本发明实施例中，提供一种用于正流量挖掘机的控制方法100，正流量挖掘机包括第一主泵、第二主泵、第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀，用于正流量挖掘机的控制方法100包括以下步骤：

步骤S110：获取发动机的各个档位所对应的第一主泵和第二主泵的总预设功率标准值及各个档位所对应的发动机的负荷率标准值。

步骤S120：根据各个档位所对应的负荷率标准值对各个档位所对应的总预设功率标准值进行校准，以得到各个档位所对应的第一主泵和第二主泵的总预设功率校准值。以及

步骤S130：根据各个档位与总预设功率校准值的对应关系控制输出至第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀的控制电流，以控制第一主泵和第二主泵的输出功率。

具体地，各个档位所对应的总预设功率标准值和各个档位所对应的负荷率标准值例如是基于正流量挖掘机对应的标准样机而确定的。正流量挖掘机对应的标准样机是指与该正流量挖掘机同一型号的完全调试好的正流量挖掘机。

具体地，根据各个档位所对应的负荷率标准值对各个档位所对应的总预设功率标准值进行校准，也即步骤S120例如包括：

(a1)启动发动机，并将发动机的档位设置在最高档位。举例来说，正流量挖掘机例如共设置10个档位，最高档位例如为10档，最低档位例如为1档。以及

(a2)依次将发动机的各个档位作为目标档位，并执行如下过程：

(a21)将第一主泵和第二主泵的总预设功率初始化为目标档位所对应的总预设功率标准值。

(a22)将目标档位所对应的负荷率标准值作为发动机的负荷率的目标整定值。以及

(a23)控制正流量挖掘机执行动臂提升溢流动作，并根据目标整定值对第一主泵和第二主泵的总预设功率进行闭环控制，以得到目标档位所对应的总预设功率校准值。

具体地，在步骤(a23)中，根据目标整定值对第一主泵和第二主泵的总预设功率进行闭环控制例如包括：

(a231)根据增量式数字PID算法对第一主泵和第二主泵的总预设功率进行闭环控制，以使发动机的负荷率与目标整定值之间的偏差小于第一预设偏差。

具体地，在步骤(a231)中，闭环控制的一次控制过程例如包括：

(a2311)获取发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率。

(a2312)确定发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率与目标整定值之间的第一差值。

(a2313)在第一差值的绝对值小于第一预设偏差的情况下，将第一主泵和第二主泵在当前控制过程中的总预设功率作为目标档位所对应的总预设功率校准值，并结束闭环控制。

(a2314)在第一差值的绝对值大于或等于第一预设偏差的情况下，获取发动机在上一控制过程中达到稳定状态时的负荷率与目标整定值之间的第二差值。以及

(a2315)根据第一主泵和第二主泵在当前控制过程中的总预设功率、第一差值和第二差值确定第一主泵和第二主泵在下一控制过程中的总预设功率，并执行下一控制过程。

具体地，第一预设偏差的取值范围例如为0％-3％，如1％、2％、3％等数值。

具体地，获取发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率，也即步骤(a2311)例如包括：

(a23111)获取发动机在当前采样时刻的负荷率。

(a23112)确定发动机在当前采样时刻的负荷率与发动机在上一采样时刻的负荷率之间的偏差。以及

(a23113)在偏差小于第二预设偏差的情况下，将发动机在当前采样时刻的负荷率作为发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率。本发明实施例并不局限于此，例如还可以设置需要在连续的多个采样时刻(如5-100个采样时刻)都能满足(a23113)中的条件，也即该多个采样时刻中的每个采样时刻的负荷率与该采样时刻的前一个时刻的负荷率的偏差都小于第二预设偏差，才认定负荷率达到稳定状态，将该多个采样时刻的最后一个采样时刻的负荷率作为发动机在该多个采样时刻所属的控制过程中达到稳定状态时的负荷率。

具体地，当前采样时刻与上一采样时刻之间的时间间隔也即采样周期的取值范围l例如为5ms-10ms，第二预设偏差的取值范围例如为0％-3％，如1％、2％、3％等数值。

具体地，在步骤(a2315)中，第一主泵和第二主泵在下一控制过程中的总预设功率、第一主泵和第二主泵在当前控制过程中的总预设功率、第一差值和第二差值之间的关系例如满足公式(1)：

Temp_Power[t+1]＝Temp_Power[t]+Kp*(e[t]-e[t-1])+Ki*e[t] (1)

其中，Temp_Power[t+1]为第一主泵和第二主泵在下一控制过程中的总预设功率，Temp_Power[t]为第一主泵和第二主泵在当前控制过程中的总预设功率，e[t]为第一差值，e[t-1]为第二差值，Kp为计算比例系数，Ki为计算积分系数。

具体地，计算比例系数的取值范围例如为-10～10，计算积分系数的取值范围例如为-10～10。

进一步地，正流量挖掘机还包括操纵机构。操纵机构例如包括左手柄、右手柄、左行走踏板和右行走踏板。

具体地，根据各个档位与总预设功率校准值的对应关系控制输出至第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀的控制电流，也即步骤S130例如包括：

(b1)获取发动机的档位。具体地，发动机的档位例如可通过正流量挖掘机的油门旋钮来设置。

(b2)根据对应关系确定档位所对应的总预设功率校准值。

(b3)将第一主泵和第二主泵的总预设功率设置为档位所对应的总预设功率校准值。

(b4)获取操纵机构的先导压力、发动机的转速、第一主泵的第一压力和第二主泵的第二压力。操纵机构的先导压力例如可以通过先导压力传感器组获取，具体例如可包括斗杆内收先导压力传感器、斗杆外摆先导压力传感器、回转先导压力传感器、左行走先导压力传感器、右行走先导压力传感器、动臂提升先导压力传感器、动臂下降先导压力传感器、铲斗内收先导压力传感器和铲斗外摆先导压力传感器。发动机的转速例如可通过发动机控制器来获取，第一主泵的第一压力和第二主泵的第二压力例如可分别通过设置对应的主泵压力传感器来获取。

(b5)根据总预设功率、先导压力、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵电磁阀的第一控制电流和第二主泵电磁阀的第二控制电流。以及

(b6)将第一控制电流和第二控制电流分别输出至第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀。

具体地，根据总预设功率、先导压力、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵电磁阀的第一控制电流和第二主泵电磁阀的第二控制电流，也即步骤(b5)例如包括：

(b51)根据总预设功率确定第一主泵的第一预设功率和第二主泵的第二预设功率。

(b52)根据先导压力确定第一主泵的第一需求排量和第二主泵的第二需求排量。

(b53)根据第一需求排量、第二需求排量、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵的第一需求功率和第二主泵的第二需求功率。

(b54)根据第一预设功率、第二预设功率、第一需求功率和第二需求功率确定第一主泵的第一设定功率和第二主泵的第二设定功率。

(b55)根据第一设定功率、第二设定功率、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵的第一输出排量和第二主泵的第二输出排量。以及

(b56)根据第一输出排量和第二输出排量分别确定第一控制电流和第二控制电流。

具体地，根据总预设功率确定第一主泵的第一预设功率和第二主泵的第二预设功率，也即步骤(b51)例如包括：

(b511)将第一预设功率和第二预设功率均设置为总预设功率的50％。

具体地，先导压力包括斗杆内收先导压力、斗杆外摆先导压力、回转先导压力、左行走先导压力、右行走先导压力、动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、铲斗内收先导压力和铲斗外摆先导压力。

具体地，根据先导压力确定第一主泵的第一需求排量和第二主泵的第二需求排量，也即步骤(b52)例如包括：

(b521)根据左行走先导压力、动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、铲斗内收先导压力、铲斗外摆先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力确定第一需求排量。以及

(b522)根据右行走先导压力、回转先导压力、动臂提升先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力确定第二需求排量。

具体地，根据左行走先导压力、动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、铲斗内收先导压力、铲斗外摆先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力确定第一需求排量，也即步骤(b521)例如包括：

(b5211)根据左行走先导压力、动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、铲斗内收先导压力、铲斗外摆先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力分别确定左行走需求排量、动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、铲斗内收需求排量、铲斗外摆需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量。其中，左行走需求排量、动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、铲斗内收需求排量、铲斗外摆需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量分别是指在对应的单动作情况下，也即分别在左行走单动作、动臂提升单动作、动臂下降单动作、铲斗内收单动作、铲斗外摆单动作、斗杆内收单动作和斗杆外摆单动作情况下第一主泵对应的需求排量。以及

(b5212)将左行走需求排量、动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、铲斗内收需求排量、铲斗外摆需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量中的最大值作为第一需求排量。也即在计算左行走单动作、动臂提升单动作、动臂下降单动作、铲斗内收单动作、铲斗外摆单动作、斗杆内收单动作和斗杆外摆单动作情况下第一主泵对应的需求排量之后，将其中值最大的需求排量作为左行走、动臂提升、动臂下降、铲斗内收、铲斗外摆、斗杆内收和斗杆外摆中的任意一种动作或任意多种动作组成的各种可能的单动作或复合动作情况下第一主泵对应的需求排量也即第一需求排量，也即无论实际是左行走、动臂提升、动臂下降、铲斗内收、铲斗外摆、斗杆内收和斗杆外摆中的单动作还是复合动作，都是将左行走需求排量、动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、铲斗内收需求排量、铲斗外摆需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量中的最大值作为第一主泵对应的需求排量也即第一需求排量。

具体地，根据右行走先导压力、回转先导压力、动臂提升先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力确定第二需求排量，也即步骤(b522)例如包括：

(b5221)根据右行走先导压力、回转先导压力、动臂提升先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力分别确定右行走需求排量、回转需求排量、动臂提升需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量。同理，右行走需求排量、回转需求排量、动臂提升需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量分别是指在对应的单动作情况下，也即分别在右行走单动作、回转单动作、动臂提升单动作、斗杆内收单动作和斗杆外摆单动作情况下第二主泵对应的需求排量。以及

(b5222)将右行走需求排量、回转需求排量、动臂提升需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量中的最大值作为第二需求排量。也即，在计算右行走单动作、回转单动作、动臂提升单动作、斗杆内收单动作和斗杆外摆单动作情况下第二主泵对应的需求排量之后，将其中值最大的需求排量作为第二主泵对应的需求排量直接也即第二需求排量。

具体地，确定第一需求排量所需的左行走需求排量、动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、铲斗内收需求排量、铲斗外摆需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量，以及确定第二需求排量所需的右行走需求排量、回转需求排量、动臂提升需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量的确定公式例如为：

其中，qi_n为在第n种单动作情况下第i主泵对应的需求排量，qi_min为第i主泵的输出排量的取值范围的非零下限值，pilot_n为第n种单动作对应的先导压力，pilot_n_min为第n种单动作对应的阀芯开启时所需要的最小二次压力，pilot_n_max为第n种单动作对应的阀芯全开时所需要的最小二次压力，qi_max为第i主泵的输出排量的取值范围的上限值。

具体举例来说，在确定第一主泵的第一需求排量所需的左行走需求排量时，上述公式中的qi_n为在左行走单动作情况下第一主泵对应的需求排量，qi_min为第一主泵的输出排量的取值范围的非零下限值，pilot_n为左行走单动作对应的先导压力也即左行走先导压力，pilot_n_min为左行走单动作对应的左行走阀芯开启时所需要的最小二次压力，pilot_n_max为左行走单动作对应的左行走阀芯全开时所需要的最小二次压力，qi_max为第一主泵的输出排量的取值范围的上限值。其他动作需求排量的确定原理相同，在此不再赘述。

具体地，第一主泵的输出排量的取值范围的非零下限值的取值范围和第二主泵的输出排量的取值范围的非零下限值的取值范围例如均为5L/min-10L/min，第一主泵的输出排量的取值范围的上限值的取值范围和第二主泵的输出排量的取值范围的上限值的取值范围例如均为120L/min-140L/min，各个单动作对应的阀芯开启时所需要的最小二次压力的取值范围为5bar-7bar，各个单动作对应的阀芯全开时所需要的最小二次压力的取值范围为20bar-25bar。

具体地，根据第一需求排量、第二需求排量、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵的第一需求功率和第二主泵的第二需求功率，也即步骤(b53)例如包括：

(b531)根据公式(2)确定第一需求功率：

其中，power_pilot1为第一需求功率，q1为第一需求排量，n为转速，p1_press为第一压力。以及

(b532)根据公式(3)确定第二需求功率：

其中，power_pilot2为第二需求功率，q2为第二需求排量，n为转速，p2_press为第二压力。

具体地，根据第一预设功率、第二预设功率、第一需求功率和第二需求功率确定第一主泵的第一设定功率和第二主泵的第二设定功率，也即步骤(b54)例如包括：

(b541)将第一预设功率和第一需求功率中的最大值确定为第一设定功率。以及

(b542)将第二预设功率和第二需求功率中的最大值确定为第二设定功率。

具体地，根据第一设定功率、第二设定功率、转速、第一压力和第二压力确定第一主泵的第一输出排量和第二主泵的第二输出排量，也即步骤(b55)例如包括：

(b551)根据公式(4)确定第一输出排量：

其中，q1_set为第一输出排量，power_set1为第一设定功率，n为转速，p1_press为第一压力。以及

(b552)根据公式(5)确定第二输出排量：

其中，q2_set为第二输出排量，power_set2为第二设定功率，n为转速，p2_press为第二压力。

具体地，根据第一输出排量和第二输出排量分别确定第一控制电流和第二控制电流，也即步骤(b56)例如包括：

(b561)根据公式(6)确定第一控制电流：

其中，set_current1为第一控制电流，q1_set为第一输出排量，q1_min为第一主泵的输出排量的取值范围的非零下限值，q1_max为第一主泵的输出排量的取值范围的上限值，c1_min为第一主泵的控制电流的取值范围的非零下限值，c1_max为第一主泵的控制电流的取值范围的上限值。以及

(b562)根据公式(7)确定第二控制电流：

其中，set_current2为第二控制电流，q2_set为第二输出排量，q2_min为第二主泵的输出排量的取值范围的非零下限值，q2_max为第二主泵的输出排量的取值范围的上限值，c2_min为第二主泵的控制电流的取值范围的非零下限值，c2_max为第二主泵的控制电流的取值范围的上限值。

具体地，第一主泵的输出排量的取值范围的非零下限值的取值范围和第二主泵的输出排量的取值范围的非零下限值的取值范围例如均为5L/min-10L/min，第一主泵的输出排量的取值范围的上限值的取值范围和第二主泵的输出排量的取值范围的上限值的取值范围例如均为120L/min-140L/min，第一主泵的控制电流的取值范围的非零下限值的取值范围和第二主泵的控制电流的取值范围的非零下限值的取值范围例如均为300mA-400mA，第一主泵的控制电流的取值范围的上限值的取值范围和第二主泵的控制电流的取值范围的上限值的取值范围例如均为700mA-800mA。

在本发明实施例中，提供一种控制器，其例如被配置成执行根据任意一项前述实施例的用于正流量挖掘机的控制方法100。

其中，用于正流量挖掘机的控制方法100的具体功能和细节可参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。

具体地，控制器例如可为工控机、嵌入式系统、微处理器和可编程逻辑器件等控制设备。

更具体地，控制器例如为正流量挖掘机的整车控制器。

如图2所示，在本发明实施例中，提供一种用于正流量挖掘机的控制装置200，正流量挖掘机包括发动机、第一主泵、第二主泵、第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀，用于正流量挖掘机的控制装置200包括：控制器201。

其中，控制器201例如为根据任意一项前述实施例的控制器。控制器201的具体功能和细节可参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。

进一步地，正流量挖掘机例如还包括操纵机构。用于正流量挖掘机的控制装置200例如还可包括：斗杆内收先导压力传感器202、斗杆外摆先导压力传感器203、回转先导压力传感器204、左行走先导压力传感器205、右行走先导压力传感器206、动臂提升先导压力传感器207、动臂下降先导压力传感器208、铲斗内收先导压力传感器209、铲斗外摆先导压力传感器210、第一主泵压力传感器211、第二主泵压力传感器212、发动机控制器213和油门旋钮214。

其中，斗杆内收先导压力传感器202例如被配置成检测斗杆内收先导压力。

斗杆外摆先导压力传感器203例如被配置成检测斗杆外摆先导压力。

回转先导压力传感器204例如被配置成检测回转先导压力。

左行走先导压力传感器205例如被配置成检测左行走先导压力。

右行走先导压力传感器206例如被配置成检测右行走先导压力。

动臂提升先导压力传感器207例如被配置成检测动臂提升先导压力。

动臂下降先导压力传感器208例如被配置成检测动臂下降先导压力。

铲斗内收先导压力传感器209例如被配置成检测铲斗内收先导压力。

铲斗外摆先导压力传感器210例如被配置成检测铲斗外摆先导压力。

第一主泵压力传感器211例如被配置成检测第一主泵的第一压力。

第二主泵压力传感器212例如被配置成检测第二主泵的第二压力。

发动机控制器213例如被配置成提供发动机的转速和负荷率。

油门旋钮214例如被配置成设置发动机的档位。

如图3所示，在本发明实施例中，提供一种正流量挖掘机300，包括：控制装置310、操纵机构320、发动机330、第一主泵340、第二主泵350、第一主泵电磁阀360和第二主泵电磁阀370。

其中，控制装置310例如为根据任意一项前述实施例的用于正流量挖掘机的控制装置200。控制装置310的具体功能和细节可参考前述实施例的相关描述，在此不再赘述。

下面结合一具体示例来对本发明实施例的用于正流量挖掘机的控制方法100、用于正流量挖掘机的控制装置200和正流量挖掘机300进行说明，本发明示例的具体内容如下：

如图4所示，为本发明示例提供的一种正流量挖掘机控制系统，主要包括左手柄101、左行走踏板102、右行走踏板103、右手柄104、先导压力传感器组2000(其中2000-1为斗杆内收先导压力传感器、2000-2为斗杆外摆先导压力传感器、2000-3为回转先导压力传感器、2000-4为左行走先导压力传感器、2000-5为右行走先导压力传感器、2000-6为动臂提升先导压力传感器、2000-7为动臂下降先导压力传感器、2000-8为铲斗内收先导压力传感器、2000-9为铲斗外摆先导压力传感器)、主泵压力传感器201、主泵压力传感器202、主泵电磁阀203、主泵电磁阀204、主泵205、主泵206、主控阀组300、动臂油缸301、斗杆油缸302、铲斗油缸303、回转马达304、显示器401、控制器402、发动机控制器403和发动机404。

下面结合附图对本发明示例的正流量挖掘机控制系统的主要内容进行说明。

一、获取标准样机的两个主泵的各个档位对应的总预设功率与发动机的负荷率的对应关系

正流量挖掘机采用恒功率控制，发动机404的档位一旦选定，两个主泵的总预设功率也就固定了。本发明示例通过控制发动机404处于最高档位，并将主泵的总预设功率分别设置为各个档位对应的总预设功率标准值的情况下，然后获取发动机404稳定状态时的负荷率作为后续对非标准样机的各个档位所对应的总预设功率标准值进行校准的依据。假设发动机404的档位包括1档-10档共10个档位，1档-10档对应的两个主泵的总预设功率标准值分别为Power1-Power10。

具体获取过程如下：

1、启动发动机404，并将发动机404的档位设置到最高档位如10档。

2、将两个主泵的总预设功率设置为预设的功率如先设置为10档对应的总预设功率标准值Power10，并做动臂提升溢流动作，也可以做其他可以使得两个主泵都处于溢流状态的动作如斗杆内收溢流动作和斗杆外摆溢流动作。正流量挖掘机厂家会提供发动机404的档位与两个主泵的总预设功率标准值的对应关系，但不会提供档位与负荷率的对应关系。当然，本发明示例并不局限于先将两个主泵的总预设功率设置为10档对应的总预设功率标准值，只要将发动机404的档位设置在最高档位，并依次将两个主泵的总预设功率设置为全部10个档位对应的总预设功率标准值，获取10个档位对应的总预设功率标准值所对应的发动机404的负荷率即可。

3、待发动机404的负荷率达到稳定状态不再波动后，如满足当前采样时刻的负荷率与上一采样时刻的负荷率的偏差也即差值的绝对值小于1％时认为负荷率达到稳定状态，其中采样周期的取值为5ms，控制器402记录下此时发动机404的负荷率，为简化描述10档对应的负荷率假设为Torque10。

4、按照前述2、3中相同方法依次记录下其余9个档位对应的总预设功率标准值所对应的发动机的负荷率，全部10个档位所对应的总预设功率标准值与发动机404的负荷率的对应关系如表1所示。

表1

二、对正流量挖掘机的各个档位对应的总预设功率标准值进行校准

通过前述一部分，已经获取到标准样机的两个主泵的各个档位对应的总预设功率标准值与发动机404的负荷率的对应关系。

如图5所示，功率校准的方法如下：

1、用户操作显示器进入功率校准界面，显示器401发送功率校准指令至控制器402。

2、控制器402通过显示器提示用户启动发动机404，并将发动机404的档位设置在最高档位。

3、用户启动发动机404，并通过旋转油门旋钮将发动机404的档位设置到在最高档位如10档。

4、依次对各个档位所对应的总预设功率标准值进行校准，如可先对10档所对应的总预设功率标准值进行校准，之后依次完成对9档-1档所对应的总预设功率标准值的校准。但本发明示例并不局限于该校准次序，还可以是其他任意的次序，只要完成对所有档位所对应的总预设功率标准值进行校准获得对应的总预设功率校准值即可。

对于M档对应的总预设功率标准值的校准过程为：

(1)控制器402将两个主泵的总预设功率设置为PowerM[k]，k的初始值为1，PowerM[1]＝PowerM也即M档对应的总预设功率标准值，用户操作正流量挖掘机做动臂提升溢流动作，此处也可以做其他可以使得两个主泵都处于溢流状态的动作如斗杆内收溢流动作和斗杆外摆溢流动作。

(2)发动机控制器403采集发动机404的负荷率，并通过CAN总线发送至控制器402，控制器402通过实时检测发动机404的负荷率，待发动机404的负荷率达到稳定状态不再波动后，将达到稳定状态时的负荷率记为Torque_tempM[k]与前述一部分所记录的M档对应的负荷率标准值TorqueM也即M档对应的目标负荷率进行比较，判断达到稳定状态时的负荷率Torque_tempM[k]与目标负荷率TorqueM的偏差是否小于1％。若达到稳定状态时的负荷率Torque_tempM[k]与目标负荷率TorqueM的偏差小于1％，则判定调整到位，记录M档所对应的总预设功率校准值Set_PowerM＝PowerM[k]，并判断是否所有的档位对应的总预设功率标准值的校准都已完成，若所有的档位对应的总预设功率标准值的校准都已完成，则结束整个功率校准过程，若未完成所有的档位对应的总预设功率标准值的校准，则结束当前档位的功率校准过程，调整M为下一个需要进行功率校准的档位，k重新初始化为1，开始下一个需要进行功率校准的档位的总预设功率校准过程。在本发明示例中例如是将M初始化为10，则每完成当前档位的功率校准，可以判断M-1是否为0，若为0，代表所有档位的功率校准都已完成，若不为0，则代表所有档位的功率校准未都完成，调整M＝M-1，k＝1，开始M-1档的总预设功率校准过程。若达到稳定状态时的负荷率Torque_tempM[k]与目标负荷率TorqueM的偏差不小于1％，则判定调整未到位，根据比较的结果采用增量式数字PID算法对总预设功率进行调节，调整k＝k+1，返回步骤(1)，直至调整到位。其中，是否达到稳定状态的判断标准同前述一部分所述，在此不再赘述。最终得到得到10档-1档所对应的总预设功率校准值Set_Power10-Set_Power1。

以M档所对应的总预设功率的校准为例，增量式数字PID算法主要内容如下：

eM[k]＝Torque_tempM[k]-TorqueM。

eM[k-1]＝Torque_tempM[k-1]-TorqueM。

Kp为计算比例系数，取值为-10～10。

Ki为计算积分系数，取值为-10～10。

若|eM[k]|小于1％，则认为调整到位，若|eM[k]|不小于1％，则认为调整未到位。

两个主泵调整后的总预设功率PowerM[k+1]与当前总预设功率PowerM[k]的关系如下：

PowerM[k+1]＝PowerM[k]+Kp*(eM[k]-eM[k-1])+Ki*eM[k]。

三、校准后的功率控制方法

如图6所示，功率控制方法主要内容如下：

1、单动作时某一主泵对应的需求排量计算

如图7所示，当某一动作对应的先导压力小于或等于对应的阀芯开启时所需要的最小二次压力pilot_min(取值范围为5bar-7bar)时，该动作对应的该主泵的需求排量设定为该主泵的输出排量的取值范围的非零下限值q_Min，当该动作对应的先导压力大于或等于对应的阀芯全开时所需要的最小二次压力pilot_max(取值范围为20bar-25bar)时，该动作对应的该主泵的需求排量设定为该主泵的输出排量的取值范围的上限值q_Max，当该动作对应的先导压力大于pilot_min且小于pilot_max时，通过线性化计算获得该动作对应的需求排量，也即在该动作对应的先导压力从pilot_min增大至pilot_max时，该动作对应的该主泵的需求排量从q_Min线性化增大至q_Max。

本发明示例中主泵205和主泵206通常采用相同性能的主泵，因此，主泵205和主泵206的输出排量的取值范围相同，因此，输出排量的取值范围的非零下限值q_Min和上限值q_Max也相同。q_Min的取值范围例如为5L/min-10L/min。q_Max的取值范围例如为120L/min-140L/min，本发明示例中q_Min和q_Max并不局限于此处给出的示例性取值范围，具体取值范围和取值与主泵的型号有关。

2、复合动作时主泵205的需求排量q1计算

主泵205的需求排量由左行走先导压力、动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、铲斗内收先导压力、铲斗外摆先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力决定，当复合动作时，先根据前述单动作时某一主泵对应的需求排量计算方法计算出决定主泵205的需求排量的各个单动作对应的主泵205的需求排量，然后按照预设函数f(x)计算出复合动作时主泵205的需求排量q1，本发明示例中f(x)例如直接按照取最大值进行计算，也即取决定主泵205的需求排量的所有单动作中对应的需求排量中的最大值作为复合动作的主泵205的需求排量q1。

本发明示例中，不管正流量挖掘机实际执行是单动作还是复合动作，均视为复合动作，并按照复合动作时主泵205的需求排量q1计算方法计算q1，也即根据前述单动作时某一主泵对应的需求排量计算方法计算出决定主泵205的需求排量的各个单动作对应的主泵205的需求排量，然后取决定主泵205的需求排量的所有单动作中对应的需求排量中的最大值作为复合动作的主泵205的需求排量q1。

3、复合动作时主泵206的需求排量q2计算

主泵206的需求排量由右行走先导压力、回转先导压力、动臂提升先导压力、斗杆内收先导压力和斗杆外摆先导压力决定，计算方法与复合动作时主泵205的需求排量q1计算方法相同。也即先根据前述单动作时某一主泵对应的需求排量计算方法计算出决定主泵206的需求排量的各个单动作对应的主泵206的需求排量，然后取决定主泵206的需求排量的所有单动作中对应的需求排量中的最大值作为复合动作的主泵206的需求排量q2。

同理，本发明示例中，不管正流量挖掘机实际执行是单动作还是复合动作，均视为复合动作，并按照复合动作时主泵206的需求排量q2计算方法计算q2，也即根据前述单动作时某一主泵对应的需求排量计算方法计算出决定主泵206的需求排量的各个单动作对应的主泵206的需求排量，然后取决定主泵206的需求排量的所有单动作中对应的需求排量中的最大值作为复合动作的主泵206的需求排量q2。

(4)确定两个主泵校准后的总预设功率也即总预设功率校准值

控制器402根据发动机404的档位设定两个主泵的总预设功率值，以发动机工作在10档为例，主泵205、主泵206的总预设功率校准值为Set_Power10。发动机的档位、总预设功率标准值和总预设功率校准值之间的对应关系如表2所示。

表2

(5)计算两个主泵各自的预设功率

主泵205的预设功率：Power_Default1＝Set_Power10*50％。

主泵206的预设功率：Power_Default2＝Set_Power10*50％。

(6)计算需求功率

主泵205的需求功率：

主泵206的需求功率：

其中，n为发动机的转速、P1_Press为主泵205的压力、P2_Press为主泵206的压力，q1为主泵205的需求排量，q2为主泵206的需求排量。

(7)计算设定功率

主泵205的设定功率取主泵205的需求功率Power_Pilot1和主泵205的预设功率Power_Default1两者中的较小值，即

主泵205的设定功率Power_Set1＝min(Power_Pilot1,Power_Default1)。

主泵206的设定功率取主泵206的需求功率Power_Pilot2和主泵206的预设功率Power_Default2的较小值，即

主泵206的设定功率Power_Set2＝min(Power_Pilot2,Power_Default2)。

(8)输出排量计算

主泵205的输出排量

主泵206的输出排量

其中，n为发动机的转速、P1_Press为主泵205的压力、P2_Press为主泵206的压力，Power_Set1为主泵205的设定功率，Power_Set2为主泵206的设定功率。

(9)输出电流计算

如图8所示，主泵205的控制电流：

主泵206的控制电流：

其中，q1_Set为主泵205的输出排量，q2_Set为主泵206的输出排量，q_Min为主泵的输出排量的取值范围的非零下限值，q_Max为主泵的输出排量的取值范围的上限值。

综上所述，本发明实施例前述技术方案通过获取标准样机的各个档位所对应的总预设功率以及各个档位所对应的发动机的负荷率分别作为待校准的正流量挖掘机的各个档位所对应的总预设功率标准值和各个档位所对应的发动机的负荷率标准值，根据各个档位所对应的发动机的负荷率标准值对正流量挖掘机的各个档位所对应的总预设功率标准值进行校准，得到正流量挖掘机的各个档位所对应的总预设功率校准值，完成校准后根据各个档位与总预设功率校准值的对应关系对输出至主泵电磁阀的控制电流进行控制，可以避免因主泵电磁阀等元器件不一致导致的功率设定偏差，保证主泵输出功率的准确性，避免正流量挖掘机工作在非经济油耗区。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (20)

1.一种用于正流量挖掘机的控制方法，其特征在于，正流量挖掘机包括发动机、第一主泵、第二主泵、第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀，所述控制方法包括：

获取所述发动机的各个档位所对应的所述第一主泵和所述第二主泵的总预设功率标准值及所述各个档位所对应的所述发动机的负荷率标准值；

根据所述各个档位所对应的所述负荷率标准值对所述各个档位所对应的所述总预设功率标准值进行校准，以得到所述各个档位所对应的所述第一主泵和所述第二主泵的总预设功率校准值；以及

根据所述各个档位与所述总预设功率校准值的对应关系控制输出至所述第一主泵电磁阀和所述第二主泵电磁阀的控制电流，以控制所述第一主泵和所述第二主泵的输出功率。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述各个档位所对应的所述总预设功率标准值和所述各个档位所对应的所述负荷率标准值是基于所述正流量挖掘机对应的标准样机而确定的。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述各个档位所对应的所述负荷率标准值对所述各个档位所对应的所述总预设功率标准值进行校准包括：

启动所述发动机，并将所述发动机的档位设置在最高档位；以及

依次将所述发动机的各个档位作为目标档位，并执行如下过程：

将所述第一主泵和所述第二主泵的总预设功率初始化为所述目标档位所对应的所述总预设功率标准值；

将所述目标档位所对应的所述负荷率标准值作为所述发动机的负荷率的目标整定值；以及

控制所述正流量挖掘机执行动臂提升溢流动作，并根据所述目标整定值对所述第一主泵和所述第二主泵的总预设功率进行闭环控制，以得到所述目标档位所对应的所述总预设功率校准值。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标整定值对所述第一主泵和所述第二主泵的总预设功率进行闭环控制包括：

根据增量式数字PID算法对所述第一主泵和所述第二主泵的总预设功率进行闭环控制，以使所述发动机的负荷率与所述目标整定值之间的偏差小于第一预设偏差。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述闭环控制的一次控制过程包括：

获取所述发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率；

确定所述发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率与所述目标整定值之间的第一差值；

在所述第一差值的绝对值小于所述第一预设偏差的情况下，将所述第一主泵和所述第二主泵在当前控制过程中的总预设功率作为所述目标档位所对应的所述总预设功率校准值，并结束所述闭环控制；

在所述第一差值的绝对值大于或等于所述第一预设偏差的情况下，获取所述发动机在上一控制过程中达到稳定状态时的负荷率与所述目标整定值之间的第二差值；以及

根据所述第一主泵和所述第二主泵在当前控制过程中的总预设功率、所述第一差值和所述第二差值确定所述第一主泵和所述第二主泵在下一控制过程中的总预设功率，并执行下一控制过程。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率包括：

获取所述发动机在当前采样时刻的负荷率；

确定所述发动机在当前采样时刻的负荷率与所述发动机在上一采样时刻的负荷率之间的偏差；以及

在所述偏差小于第二预设偏差的情况下，将所述发动机在当前采样时刻的负荷率作为所述发动机在当前控制过程中达到稳定状态时的负荷率。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述第一主泵和所述第二主泵在下一控制过程中的总预设功率、所述第一主泵和所述第二主泵在当前控制过程中的总预设功率、所述第一差值和所述第二差值之间的关系满足公式(1)：

Temp_Power[t+1]＝Temp_Power[t]+Kp*(e[t]-e[t-1])+Ki*e[t] (1)

其中，Temp_Power[t+1]为所述第一主泵和所述第二主泵在下一控制过程中的总预设功率，Temp_Power[t]为所述第一主泵和所述第二主泵在当前控制过程中的总预设功率，e[t]为所述第一差值，e[t-1]为所述第二差值，Kp为计算比例系数，Ki为计算积分系数。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述正流量挖掘机还包括操纵机构，所述根据所述各个档位与所述总预设功率校准值的对应关系控制输出至所述第一主泵电磁阀和所述第二主泵电磁阀的控制电流包括：

获取所述发动机的档位；

根据所述对应关系确定所述档位所对应的所述总预设功率校准值；

将所述第一主泵和所述第二主泵的总预设功率设置为所述档位所对应的所述总预设功率校准值；

获取所述操纵机构的先导压力、所述发动机的转速、所述第一主泵的第一压力和所述第二主泵的第二压力；

根据所述总预设功率、所述先导压力、所述转速、所述第一压力和所述第二压力确定所述第一主泵电磁阀的第一控制电流和所述第二主泵电磁阀的第二控制电流；以及

将所述第一控制电流和所述第二控制电流分别输出至所述第一主泵电磁阀和所述第二主泵电磁阀。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述总预设功率、所述先导压力、所述转速、所述第一压力和所述第二压力确定所述第一主泵电磁阀的第一控制电流和所述第二主泵电磁阀的第二控制电流包括：

根据所述总预设功率确定所述第一主泵的第一预设功率和所述第二主泵的第二预设功率；

根据所述先导压力确定所述第一主泵的第一需求排量和所述第二主泵的第二需求排量；

根据所述第一需求排量、所述第二需求排量、所述转速、所述第一压力和所述第二压力确定所述第一主泵的第一需求功率和所述第二主泵的第二需求功率；

根据所述第一预设功率、所述第二预设功率、所述第一需求功率和所述第二需求功率确定所述第一主泵的第一设定功率和所述第二主泵的第二设定功率；

根据所述第一设定功率、所述第二设定功率、所述转速、所述第一压力和所述第二压力确定所述第一主泵的第一输出排量和所述第二主泵的第二输出排量；以及

根据所述第一输出排量和所述第二输出排量分别确定所述第一控制电流和所述第二控制电流。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述总预设功率确定所述第一主泵的第一预设功率和所述第二主泵的第二预设功率包括：

将所述第一预设功率和所述第二预设功率均设置为所述总预设功率的50％。

11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述先导压力包括斗杆内收先导压力、斗杆外摆先导压力、回转先导压力、左行走先导压力、右行走先导压力、动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、铲斗内收先导压力和铲斗外摆先导压力，所述根据所述先导压力确定所述第一主泵的第一需求排量和所述第二主泵的第二需求排量包括：

根据所述左行走先导压力、所述动臂提升先导压力、所述动臂下降先导压力、所述铲斗内收先导压力、所述铲斗外摆先导压力、所述斗杆内收先导压力和所述斗杆外摆先导压力确定所述第一需求排量；以及

根据所述右行走先导压力、所述回转先导压力、所述动臂提升先导压力、所述斗杆内收先导压力和所述斗杆外摆先导压力确定所述第二需求排量。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述左行走先导压力、所述动臂提升先导压力、所述动臂下降先导压力、所述铲斗内收先导压力、所述铲斗外摆先导压力、所述斗杆内收先导压力和所述斗杆外摆先导压力确定所述第一需求排量包括：

根据所述左行走先导压力、所述动臂提升先导压力、所述动臂下降先导压力、所述铲斗内收先导压力、所述铲斗外摆先导压力、所述斗杆内收先导压力和所述斗杆外摆先导压力分别确定左行走需求排量、动臂提升需求排量、动臂下降需求排量、铲斗内收需求排量、铲斗外摆需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量；以及

将所述左行走需求排量、所述动臂提升需求排量、所述动臂下降需求排量、所述铲斗内收需求排量、所述铲斗外摆需求排量、所述斗杆内收需求排量和所述斗杆外摆需求排量中的最大值作为所述第一需求排量；

所述根据所述右行走先导压力、所述回转先导压力、所述动臂提升先导压力、所述斗杆内收先导压力和所述斗杆外摆先导压力确定所述第二需求排量包括：

根据所述右行走先导压力、所述回转先导压力、所述动臂提升先导压力、所述斗杆内收先导压力和所述斗杆外摆先导压力分别确定右行走需求排量、回转需求排量、动臂提升需求排量、斗杆内收需求排量和斗杆外摆需求排量；以及

将所述右行走需求排量、所述回转需求排量、所述动臂提升需求排量、所述斗杆内收需求排量和所述斗杆外摆需求排量中的最大值作为所述第二需求排量。

13.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一需求排量、所述第二需求排量、所述转速、所述第一压力和所述第二压力确定所述第一主泵的第一需求功率和所述第二主泵的第二需求功率包括：

根据公式(2)确定所述第一需求功率：

其中，power_pilot1为所述第一需求功率，q1为所述第一需求排量，n为所述转速，p1_press为所述第一压力；

根据公式(3)确定所述第二需求功率：

其中，power_pilot2为所述第二需求功率，q2为所述第二需求排量，n为所述转速，p2_press为所述第二压力。

14.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一预设功率、所述第二预设功率、所述第一需求功率和所述第二需求功率确定所述第一主泵的第一设定功率和所述第二主泵的第二设定功率包括：

将所述第一预设功率和所述第一需求功率中的最大值确定为所述第一设定功率；以及

将所述第二预设功率和所述第二需求功率中的最大值确定为所述第二设定功率。

15.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一设定功率、所述第二设定功率、所述转速、所述第一压力和所述第二压力确定所述第一主泵的第一输出排量和所述第二主泵的第二输出排量包括：

根据公式(4)确定所述第一输出排量：

其中，q1_set为所述第一输出排量，power_set1为所述第一设定功率，n为所述转速，p1_press为所述第一压力；

根据公式(5)确定所述第二输出排量：

其中，q2_set为所述第二输出排量，power_set2为所述第二设定功率，n为所述转速，p2_press为所述第二压力。

16.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一输出排量和所述第二输出排量分别确定所述第一控制电流和所述第二控制电流包括：

根据公式(6)确定所述第一控制电流：

其中，set_current1为所述第一控制电流，q1_set为所述第一输出排量，q1_min为所述第一主泵的输出排量的取值范围的非零下限值，q1_max为所述第一主泵的输出排量的取值范围的上限值，c1_min为所述第一主泵的控制电流的取值范围的非零下限值，c1_max为所述第一主泵的控制电流的取值范围的上限值；

根据公式(7)确定所述第二控制电流：

其中，set_current2为所述第二控制电流，q2_set为所述第二输出排量，q2_min为所述第二主泵的输出排量的取值范围的非零下限值，q2_max为所述第二主泵的输出排量的取值范围的上限值，c2_min为所述第二主泵的控制电流的取值范围的非零下限值，c2_max为所述第二主泵的控制电流的取值范围的上限值。

17.一种控制器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至16中任意一项所述的用于正流量挖掘机的控制方法。

18.一种用于正流量挖掘机的控制装置，其特征在于，所述正流量挖掘机包括发动机、第一主泵、第二主泵、第一主泵电磁阀和第二主泵电磁阀，所述控制装置包括：

根据权利要求17所述的控制器。

19.根据权利要求18所述的控制装置，其特征在于，所述正流量挖掘机还包括操纵机构，所述控制装置还包括：

斗杆内收先导压力传感器，被配置成检测斗杆内收先导压力；

斗杆外摆先导压力传感器，被配置成检测斗杆外摆先导压力；

回转先导压力传感器，被配置成检测回转先导压力；

左行走先导压力传感器，被配置成检测左行走先导压力；

右行走先导压力传感器，被配置成检测右行走先导压力；

动臂提升先导压力传感器，被配置成检测动臂提升先导压力；

动臂下降先导压力传感器，被配置成检测动臂下降先导压力；

铲斗内收先导压力传感器，被配置成检测铲斗内收先导压力；

铲斗外摆先导压力传感器，被配置成检测铲斗外摆先导压力；

第一主泵压力传感器，被配置成检测所述第一主泵的第一压力；

第二主泵压力传感器，被配置成检测所述第二主泵的第二压力；

发动机控制器，被配置成提供所述发动机的转速和负荷率；以及

油门旋钮，被配置成设置所述发动机的档位。

20.一种正流量挖掘机，其特征在于，包括：

操纵机构；

发动机；

第一主泵；

第二主泵；

第一主泵电磁阀；

第二主泵电磁阀；以及

根据权利要求18或19所述的用于正流量挖掘机的控制装置。

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