[发明专利]一种负载敏感的叉车负载口独立控制系统及方法

说明书

本发明是为了克服现有技术不能同时满足叉车控制性能和节能性能要求的问题，提供一种负载敏感的叉车负载口独立控制系统及方法，以保障任意工况下叉车的工作可靠性，同时提高叉车液压系统的节能特性和控制特性。为了实现上述目的，采用以下技术方案：包括门架升降液压缸、操纵杆、门架倾斜液压缸、负载敏感泵、调节器、ECU控制器和货叉侧移液压缸，还包括升降阀组，倾斜阀组，侧移阀组，分别被配置为用于控制门架升降液压缸、门架倾斜液压缸、货叉侧移液压缸的无杆腔和有杆腔内液压油的流量、压力和流速；采用反步自适应鲁棒控制算法缓解液压系统非线性和不确定性带来控制精度低的问题；联合泵阀复合控制各液压缸，满足任意工况下的流量需求。

技术领域

本发明涉及运输车辆控制领域，尤其是涉及一种负载敏感的叉车负载口独立控制系统及方法。

背景技术

叉车在现代物流及仓储配送中发挥着重要作用，而液压系统作为叉车功能实现的执行系统，其性能优劣对叉车的工作性能有决定性影响。

叉车液压系统主要由门架升降、门架倾斜及货叉侧移等子系统组成，通过控制各个子系统液压缸(即液压缸)伸缩实现指定动作。目前，叉车液压系统多采用单泵供油而多液压缸同时工作的负载敏感控制系统，即根据泵出口压力和负载压力之间的压力裕度，通过监测压力和流量自适应调节泵的流量，以减少旁路节流损失。但在负载惯性相差较大的条件下，容易出现流量饱和现象，即各液压缸所需流量之和大于泵的最大输出流量，导致流量优先供给负载较小的液压缸，大负载液压缸则因流量供给不足而减速甚至停止工作。此外，工况变化时单一控制策略下不同工作点负载敏感系统不能同时满足控制性能和节能性能要求。因此，设计出既能保证任意工况下各液压缸工作需求，又能同时提高节能特性和控制性能的叉车液压系统和控制方法尤为重要。

现代叉车多采用单泵供油而多液压缸同时工作的负载敏感控制系统，在负载惯性相差较大的条件下，单一控制策略下不同工作点负载敏感系统的流量和压力匹配不能同时满足控制性能和节能性能要求。

叉车工况复杂多变，在负载惯性相差较大的条件下容易出现流量饱和现象，即各液压缸所需流量之和大于泵的最大输出流量，导致流量优先供给负载较小的液压缸，大负载液压缸则因流量供给不足而减速甚至停止工作。

负载敏感多路阀阀芯耦合联动、液压系统非线性问题、液压油特性动态变化以及负载外部干扰导致的液压缸控制精度降低问题。

目前针对叉车液压负载敏感控制系统现有技术如下：(1)以中国专利201410365226.1为例，通过优化多路阀结构来提高负载敏感系统的工作稳定性和降低能量损失，但多路阀存在机械联动现象，只能控制进出油口的一个油口，控制精度和能量利用率还有提升空间。(2)以赵君卫的《多液压缸负载敏感系统分流控制的研究》为例，通过研究各液压缸流量分配算法来提高负载敏感系统各液压缸的工作可靠性，但所采用的控制算法受系统非线性的影响较大，控制算法的设计上还可以进一步优化。

发明内容

本发明是为了克服现有技术不能同时满足叉车控制性能和节能性能要求的问题，提供一种负载敏感的叉车负载口独立控制系统及方法，以保障任意工况下叉车的工作可靠性，同时提高叉车液压系统的节能特性和控制特性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种负载敏感的叉车负载口独立控制系统，其特征是，包括门架升降液压缸、操纵杆、门架倾斜液压缸、负载敏感泵、调节器、ECU控制器和货叉侧移液压缸；

还包括升降阀组，被配置为用于控制门架升降液压缸的无杆腔和有杆腔内液压油的流量、压力和流速；

还包括倾斜阀组,被配置为用于控制门架倾斜液压缸的无杆腔和有杆腔内液压油的流量、压力和流速；

还包括侧移阀组，被配置为用于控制货叉侧移液压缸的无杆腔和有杆腔内液压油的流量、压力和流速；