[发明专利]用于挖掘机电控泵的控制方法和系统

说明书

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。