[发明专利]一种装载机水平举升自动调节控制方法及系统

权利要求书

1.一种装载机水平举升自动调节控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a、搭建装载机工作装置机械的运动系统与控制系统联合仿真模型，通过运动系统与控制系统数据交互拟合摇臂角度变化与动臂角度变化之间的关系，得到摇臂-动臂关系式；

步骤b、在装载机举升过程中，实时测量出装载机的实测动臂角度差值、实测摇臂角度差值，并将实测动臂角度差值带入到摇臂-动臂关系式中计算得到理论摇臂角度差值；

步骤c、将实测摇臂角度差值与理论摇臂角度差值进行做差，并根据做差的结果值，生成装载机翻斗油缸的控制信号；

步骤d、根据控制信号，实时调整翻斗油缸的伸出位移。

2.根据权利要求1所述的一种装载机水平举升自动调节控制方法，其特征在于：步骤a具体包括以下步骤：

设定铲斗目标角度A₀，当动臂举升时，实时测量铲斗动态状态下的角度A，计算△A＝A–A₀；

使用PID控制在工作装置运动学模型中控制翻斗油缸位移，使△A＝0；

实时测量工作装置运动学模型中理论摇臂角度变化Y，实测动臂角度变化D；

利用函数拟合，得到摇臂角度变化Y与动臂角度变化D的关系式：Y＝U(D)，其中U表示理论摇臂角度差值与理论动臂角度差值的函数关系。

3.根据权利要求2所述的一种装载机水平举升自动调节控制方法，其特征在于：步骤b中：理论摇臂角度变化Y＝U(D_t–D₀)，其中D_t表示动臂动态角度，D₀表示铲斗地面水平姿态时标定动臂角度。

4.根据权利要求3所述的一种装载机水平举升自动调节控制方法，其特征在于：步骤c中：计算△＝(Y_t–Y₀)–U(D_t–D₀)；其中，△表示实测摇臂角度差值与理论摇臂角度差值的差，Yt表示摇臂动态角度，Y₀表示铲斗地面水平姿态时标定摇臂角度。

5.根据权利要求4所述的一种装载机水平举升自动调节控制方法，其特征在于：步骤d中：将△与0进行比较；当△＝0时，生成无动作控制信号；当△0时，生成翻斗油缸伸出控制信号；当△0时，生成翻斗油缸回缩控制信号。

6.一种装载机水平举升自动调节控制系统，其特征在于：包括测量模块、控制模块和运动模块，所述测量模块用于在装载机铲斗处于地面水平姿态时，设定标定动臂角度和标定摇臂角度为零；并在铲斗向上举升过程中，实时测量装载机动臂动态角度和摇臂动态角度；

控制模块，用于计算实测动臂角度差值和实测摇臂角度差值，并将实测动臂角度差值带入到摇臂-动臂关系式中计算得到理论摇臂角度差值，再将实测摇臂角度差值与理论摇臂角度差值进行做差，并根据做差的结果值，生成装载机翻斗油缸的控制信号；所述运动模块用于根据控制信号实时调整翻斗油缸的伸出位移。

7.根据权利要求6所述的一种装载机水平举升自动调节控制系统，其特征在于：所述测量模块包括动臂角度传感器和摇臂角度传感器；所述控制模块包括ECU控制单元；所述运动模块包括翻斗油缸。