本發(fā)明涉及液壓轉(zhuǎn)向，具體而言，涉及一種用于拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中，拖拉機(jī)作為關(guān)鍵設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于耕作、播種、施肥、收割等作業(yè)任務(wù)。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的快速發(fā)展，拖拉機(jī)的性能要求不斷提升，其中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性是確保其作業(yè)精度和操作舒適性的關(guān)鍵因素之一。液壓系統(tǒng)通過(guò)液壓油的流動(dòng)與壓力控制來(lái)完成轉(zhuǎn)向過(guò)程。然而，在當(dāng)前技術(shù)中，液壓系統(tǒng)的比例閥開(kāi)度調(diào)節(jié)仍然面臨著許多挑戰(zhàn)。

2、液壓系統(tǒng)的工作效率與液壓油的溫度密切相關(guān)。低溫環(huán)境下，液壓油的黏度增大，導(dǎo)致油流不暢，進(jìn)而影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性；當(dāng)前，油量控制方法通?；陬A(yù)設(shè)的控制規(guī)則，未能充分考慮液壓油的實(shí)況狀態(tài)、溫度變化以及轉(zhuǎn)向過(guò)程中的實(shí)時(shí)反饋，導(dǎo)致在極端溫度條件下調(diào)整滯后，影響轉(zhuǎn)向的精度和響應(yīng)。

3、因此，有必要設(shè)計(jì)一種用于拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓控制方法及系統(tǒng)用以解決當(dāng)前技術(shù)中存在的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出了一種用于拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓控制方法及系統(tǒng)，旨在解決當(dāng)前液壓轉(zhuǎn)向技術(shù)中存在的未能充分考慮液壓油的實(shí)況狀態(tài)、溫度變化以及轉(zhuǎn)向過(guò)程中的實(shí)時(shí)反饋，導(dǎo)致在極端溫度條件下調(diào)整滯后的問(wèn)題。

2、一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種用于拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓控制方法，包括：

3、采集轉(zhuǎn)向信號(hào)并根據(jù)所述轉(zhuǎn)向信號(hào)確定比例閥開(kāi)度，所述轉(zhuǎn)向信號(hào)包括轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向負(fù)載以及實(shí)時(shí)速度；

4、采集液壓油溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)所述液壓油溫度數(shù)據(jù)判斷是否開(kāi)啟反饋調(diào)節(jié)；當(dāng)所述液壓油溫度低于通用區(qū)間時(shí)，判定開(kāi)啟所述反饋調(diào)節(jié)并開(kāi)啟輔熱，輔熱用于對(duì)液壓油進(jìn)行加熱；

5、當(dāng)判定開(kāi)啟所述反饋調(diào)節(jié)時(shí)，采集溫度差值并基于自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理模型確定開(kāi)度調(diào)整值；采集液壓油溫度變化率，確定開(kāi)度恢復(fù)速率；

6、采集轉(zhuǎn)向?qū)嶋H位移量，將所述實(shí)際位移量與目標(biāo)位移量進(jìn)行比對(duì)判斷轉(zhuǎn)向是否完成；當(dāng)判定轉(zhuǎn)向未完成時(shí)，根據(jù)液壓油實(shí)況狀態(tài)以及位移量差值建立特征向量，將所述特征向量與歷史調(diào)整方案中歷史特征向量集進(jìn)行比對(duì)，確定補(bǔ)充油量；

7、控制液壓油缸以所述補(bǔ)充油量運(yùn)行完成轉(zhuǎn)向。

8、進(jìn)一步的，根據(jù)所述轉(zhuǎn)向信號(hào)確定比例閥開(kāi)度時(shí)，所述比例閥開(kāi)度通過(guò)下式計(jì)算獲得：

9、

10、其中，k表示比例閥開(kāi)度，表示轉(zhuǎn)向角度歸一化結(jié)果，f表示轉(zhuǎn)向負(fù)載歸一化結(jié)果，v表示實(shí)時(shí)速度歸一化結(jié)果，表示實(shí)時(shí)環(huán)境溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度的差值。

11、進(jìn)一步的，根據(jù)所述液壓油溫度數(shù)據(jù)判斷是否開(kāi)啟反饋調(diào)節(jié)時(shí)，包括：

12、將所述液壓油溫度數(shù)據(jù)與液壓油低溫閾值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否開(kāi)啟反饋調(diào)節(jié)；

13、當(dāng)所述液壓油溫度數(shù)據(jù)低于所述液壓油低溫閾值時(shí)，判定開(kāi)啟所述反饋調(diào)節(jié)并開(kāi)啟輔熱；當(dāng)所述液壓油溫度數(shù)據(jù)等于或高于所述液壓油低溫閾值時(shí)，判定不開(kāi)啟所述反饋調(diào)節(jié)。

14、進(jìn)一步的，采集溫度差值并基于自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理模型確定開(kāi)度調(diào)整值時(shí)，包括：

15、根據(jù)所述液壓油溫度數(shù)據(jù)與液壓油低溫閾值獲得液壓油溫度差值；

16、定義溫度差值與轉(zhuǎn)向負(fù)載為輸入變量，定義比例閥的開(kāi)度調(diào)整值為輸出變量；

17、以溫度差值的大小劃分為若干個(gè)溫度模糊集，并以轉(zhuǎn)向負(fù)載的大小劃分若干個(gè)負(fù)載模糊集，將所述溫度模糊集以及負(fù)載模糊集確定模糊規(guī)則庫(kù)；

18、將當(dāng)前的溫度差值以及轉(zhuǎn)向負(fù)載分別與溫度模糊集以及負(fù)載模糊集進(jìn)行比對(duì)，基于三角形隸屬函數(shù)確定溫度差值隸屬度以及轉(zhuǎn)向負(fù)載隸屬度；

19、將所述溫度差值隸屬度以及轉(zhuǎn)向負(fù)載隸屬度計(jì)算所述模糊規(guī)則庫(kù)中每一規(guī)則的輸出值；

20、將每一規(guī)則的輸出值通過(guò)下式加權(quán)求和去模糊化，并獲得總輸出值，所述總輸出值為所述開(kāi)度調(diào)整值；

21、

22、其中，e表示開(kāi)度調(diào)整值，qi表示第i規(guī)則的輸出的權(quán)重，si表示第i規(guī)則的輸出值。

23、進(jìn)一步的，采集液壓油溫度變化率，確定開(kāi)度恢復(fù)速率時(shí)，所述開(kāi)度恢復(fù)速率通過(guò)下式計(jì)算獲得：

24、；

25、其中，表示液壓油溫度變化率差值，r表示開(kāi)度恢復(fù)速率，t表示當(dāng)前液壓油溫度歸一化結(jié)果，v表示實(shí)時(shí)速度歸一化結(jié)果，f表示轉(zhuǎn)向負(fù)載歸一化結(jié)果。

26、進(jìn)一步的，將所述實(shí)際位移量與目標(biāo)位移量進(jìn)行比對(duì)判斷轉(zhuǎn)向是否完成時(shí)，包括：

27、根據(jù)所述轉(zhuǎn)向信號(hào)獲得所述目標(biāo)位移量，將所述實(shí)際位移量與目標(biāo)位移量進(jìn)行比對(duì)；

28、當(dāng)所述實(shí)際位移量小于目標(biāo)位移量時(shí)，判定轉(zhuǎn)向未完成；

29、當(dāng)所述實(shí)際位移量等于目標(biāo)位移量時(shí)，判定轉(zhuǎn)向完成。

30、進(jìn)一步的，當(dāng)判定轉(zhuǎn)向未完成，將所述特征向量與歷史調(diào)整方案中歷史特征向量集進(jìn)行比對(duì)，確定補(bǔ)充油量時(shí)，包括：

31、所述液壓油實(shí)況狀態(tài)包括液壓油溫度以及液壓油壓力；

32、當(dāng)所述歷史特征向量集中存在與所述特征向量的相似度大于相似度閾值的數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)所述歷史調(diào)整方案中歷史特征向量集確定所述補(bǔ)充油量；

33、當(dāng)所述歷史特征向量集中數(shù)據(jù)與所述特征向量的相似度均小于或等于相似度閾值時(shí)，根據(jù)所述液壓油實(shí)況狀態(tài)以及位移量差值確定所述補(bǔ)充油量。

34、進(jìn)一步的，根據(jù)所述歷史調(diào)整方案中歷史特征向量集確定所述補(bǔ)充油量時(shí)，包括：

35、將所述歷史特征向量集中與所述特征向量的相似度大于相似度閾值的數(shù)據(jù)組建為相似特征集；

36、當(dāng)所述相似特征集的數(shù)據(jù)唯一時(shí)，將所述相似特征集中歷史特征向量對(duì)應(yīng)的歷史補(bǔ)充油量作為所述補(bǔ)充油量；

37、當(dāng)所述相似特征集的數(shù)據(jù)不唯一時(shí)，根據(jù)所述相似特征集中歷史特征向量對(duì)應(yīng)的歷史補(bǔ)充油量獲得歷史補(bǔ)充油量均值；

38、將所述相似特征集中歷史補(bǔ)充油量大于所述歷史補(bǔ)充油量均值的數(shù)據(jù)建立為第一補(bǔ)充油量集；將所述相似特征集中歷史補(bǔ)充油量小于所述歷史補(bǔ)充油量均值的數(shù)據(jù)建立為第二補(bǔ)充油量集；

39、分別獲取所述第一補(bǔ)充油量集以及第二補(bǔ)充油量集的均值，獲得第一補(bǔ)充油量均值與第二補(bǔ)充油量均值，根據(jù)所述第一補(bǔ)充油量集的數(shù)量確定第一權(quán)重，根據(jù)所述第二補(bǔ)充油量集的數(shù)量確定第二權(quán)重，將所述第一補(bǔ)充油量均值和第一權(quán)重的乘積與第二補(bǔ)充油量均值和第二權(quán)重的乘積求和，獲得所述補(bǔ)充油量。

40、進(jìn)一步的，根據(jù)所述液壓油實(shí)況狀態(tài)以及位移量差值確定所述補(bǔ)充油量時(shí)，所述補(bǔ)充油量通過(guò)下式計(jì)算獲得：

41、

42、其中，b表示補(bǔ)充油量，δx表示位移量差值，xv表示轉(zhuǎn)向速度，β表示溫度補(bǔ)償系數(shù)，β取值范圍[0.05，0.1]，t表示當(dāng)前液壓油溫度歸一化結(jié)果，t0表示液壓油低溫閾值歸一化結(jié)果，p表示液壓油壓力。

43、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)綜合考慮轉(zhuǎn)向信號(hào)、液壓油溫度變化、轉(zhuǎn)向?qū)嶋H位移量等多維度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的精確控制。采用自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理模型進(jìn)行比例閥開(kāi)度調(diào)整，能夠動(dòng)態(tài)應(yīng)對(duì)不同溫度條件下的油液流動(dòng)性變化，確保轉(zhuǎn)向過(guò)程的精確性和響應(yīng)速度。通過(guò)實(shí)時(shí)采集液壓油溫度并判斷是否開(kāi)啟反饋調(diào)節(jié)以及輔熱功能，有效避免了低溫環(huán)境對(duì)液壓系統(tǒng)的負(fù)面影響，提高了系統(tǒng)在極端溫度下的穩(wěn)定性。同時(shí)，結(jié)合液壓油實(shí)況狀態(tài)和位移量差值建立的特征向量與歷史數(shù)據(jù)比對(duì)方法，進(jìn)一步優(yōu)化了油量補(bǔ)充的精確度，確保液壓油的補(bǔ)充量在轉(zhuǎn)向過(guò)程中始終與需求相匹配，避免了油量過(guò)多或過(guò)少的情況，提升了轉(zhuǎn)向的平穩(wěn)性和操控性。

44、另一方面，本技術(shù)還提供了一種用于拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓控制系統(tǒng)，用于應(yīng)用上述用于拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向液壓控制方法，包括：

45、采集單元，被配置為采集轉(zhuǎn)向信號(hào)并根據(jù)所述轉(zhuǎn)向信號(hào)確定比例閥開(kāi)度，所述轉(zhuǎn)向信號(hào)包括轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)向負(fù)載以及實(shí)時(shí)速度；

46、判斷單元，被配置為采集液壓油溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)所述液壓油溫度數(shù)據(jù)判斷是否開(kāi)啟反饋調(diào)節(jié)；當(dāng)所述液壓油溫度低于通用區(qū)間時(shí)，判定開(kāi)啟所述反饋調(diào)節(jié)并開(kāi)啟輔熱，輔熱用于對(duì)液壓油進(jìn)行加熱；

47、處理單元，被配置為當(dāng)判定開(kāi)啟所述反饋調(diào)節(jié)時(shí)，采集溫度差值并基于自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理模型確定開(kāi)度調(diào)整值；采集液壓油溫度變化率，確定開(kāi)度恢復(fù)速率；

48、調(diào)整單元，被配置為采集轉(zhuǎn)向?qū)嶋H位移量，將所述實(shí)際位移量與目標(biāo)位移量進(jìn)行比對(duì)判斷轉(zhuǎn)向是否完成；當(dāng)判定轉(zhuǎn)向未完成時(shí)，根據(jù)液壓油實(shí)況狀態(tài)以及位移量差值建立特征向量，將所述特征向量與歷史調(diào)整方案中歷史特征向量集進(jìn)行比對(duì)，確定補(bǔ)充油量；

49、控制單元，被配置為控制液壓油缸以所述補(bǔ)充油量運(yùn)行完成轉(zhuǎn)向?？梢岳斫獾氖牵鲜鲇糜谕侠瓩C(jī)的轉(zhuǎn)向液壓控制方法及系統(tǒng)具備相同的有益效果，在此不再贅述。