本發(fā)明屬于新能源工程機械，具體涉及一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的新能源工程機械液壓電機都是直接由控制器控制，液壓電機實際的使用過程中，往往希望液壓電機的轉(zhuǎn)速以及流量能維持在一定的最佳值，這不僅能夠減少能耗，提高液壓電機的運行效率；還可以提高液壓件的使用壽命，防止液壓單元漏油的發(fā)生；減輕液壓單元的工作強度，如何采用先進的控制理論，最大效能的發(fā)揮流量調(diào)節(jié)的性能，用以達到對流量及電機轉(zhuǎn)速的雙重控制。優(yōu)化液壓電機控制方法，提高液壓電機運行效率，就成為了一個待解決的問題

2、目前，新能源工程機械液壓電機調(diào)節(jié)使用最廣泛的仍是控制器直接控制在一定的轉(zhuǎn)速下持續(xù)運行，這些控制器大都是在具有確定參數(shù)的工程機械上設(shè)計的，當(dāng)運行流量、參數(shù)不確定或運行參數(shù)變化時，控制器控制時與實際系統(tǒng)會產(chǎn)生失配，使得系統(tǒng)難以達到設(shè)計時所希望的液壓流量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法及系統(tǒng)，能夠通過控制板控制實現(xiàn)工程機械液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定，提高液壓電機的運行效率。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案具體如下：

3、一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法及系統(tǒng)，包括：

4、獲取控制器的調(diào)節(jié)信號，其中，所述調(diào)節(jié)信號包括輸入電比例多路閥模擬量信號，液壓油實時溫度信號和實時流量信號；

5、根據(jù)所述電比例多路閥模擬量信號匹配油泵的需求電機轉(zhuǎn)速以及需求流量，并結(jié)合所述液壓油實時溫度信號和實時流量信號計算比例增益以及偏差量的變化率，并依據(jù)其輸出控制器調(diào)節(jié)參數(shù)；

6、根據(jù)所述控制器調(diào)節(jié)參數(shù)，通過所述控制器在線實時pid調(diào)整輸出參數(shù)，得到非線性函數(shù)，并以該非線性函數(shù)的輸出結(jié)果自適應(yīng)調(diào)整控制器的輸出，且將其輸出結(jié)果標定為自適應(yīng)參數(shù)；

7、采集控制器輸出的自適應(yīng)參數(shù)，并結(jié)合其對比例增益進行動態(tài)調(diào)整，且將調(diào)整后的比例增益輸入至下次執(zhí)行運算的非線性函數(shù)中。

8、在一種優(yōu)選方案中，所述輸入電比例信號為多路閥動作后輸出的0～5v信號，支持6路模擬量輸入信號，所述液壓油油溫信號為液壓油實時溫度，所述流量信號為當(dāng)前液壓流量，接在多路閥輸入端，用于實時監(jiān)控流量。

9、在一種優(yōu)選方案中，所述油泵工作時，獲取比例增益，以及偏差值，其中，所述偏差值為油泵的期望輸出值和實際輸出值之間的差值；

10、獲取標準輸出函數(shù)；

11、將所述比例增益、期望輸出值以及實際輸出值一同輸入至標準輸出函數(shù)中，且將其輸出結(jié)果標定為控制器的輸出信號。

12、在一種優(yōu)選方案中，所述控制器調(diào)整自適應(yīng)參數(shù)之前，將控制器參數(shù)kt，kl的初值設(shè)為0，逐漸增大kt、kl，直到系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩，并記錄為臨界振蕩，且同步記錄此時臨界振蕩增益ktcrit和臨界震蕩周期tpcrit。

13、在一種優(yōu)選方案中，所述根據(jù)所述電比例多路閥模擬量信號匹配油泵的需求電機轉(zhuǎn)速以及需求流量的步驟，包括：

14、獲取電比例多路閥的開口度-標準流量關(guān)系表，并依據(jù)其匹配出油泵的需求流量；

15、獲取工程機械的工作狀態(tài)-標準轉(zhuǎn)速關(guān)系表，并依據(jù)其匹配出貨油泵的實際轉(zhuǎn)速需求；

16、根據(jù)液壓油溫度信號、流量信號，以及實際流量需求、實際轉(zhuǎn)速需求，通過預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速-溫度-流量關(guān)系表，匹配比例增益以及偏差量的變化率。

17、在一種優(yōu)選方案中，所述油泵工作時，根據(jù)液壓油實時溫度信號和實時流量信號，在預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)庫中進行搜索，得到液壓油的動力粘度以及液壓油的密度；

18、獲取標準函數(shù)，并將所述動力粘度以及液壓油的密度輸入至標準函數(shù)中，且將其輸出結(jié)果標定為液壓油油管內(nèi)流動時的雷諾數(shù)re＝dvρ/μ；

19、根據(jù)雷諾數(shù)匹配與其對應(yīng)的摩擦系數(shù)，再依據(jù)所述摩擦系數(shù)計算液壓油的沿程阻力損失，且根據(jù)所述沿程阻力損失調(diào)節(jié)控制器的輸出電壓；

20、其中，所述控制器的輸出電壓與沿程阻力損失呈正相關(guān)。

21、在一種優(yōu)選方案中，所述根據(jù)雷諾數(shù)匹配與其對應(yīng)的摩擦系數(shù)的步驟，包括：

22、當(dāng)雷諾數(shù)小于或等于1000時，摩擦系數(shù)＝54/re；

23、當(dāng)雷諾數(shù)介于1000和4000時，摩擦系數(shù)＝0.3164/re0.25。

24、在一種優(yōu)選方案中，所述控制器調(diào)節(jié)參數(shù)包括流量調(diào)節(jié)參數(shù)和溫度調(diào)節(jié)參數(shù)；

25、將所述流量調(diào)節(jié)參數(shù)和溫度調(diào)節(jié)參數(shù)與操作者此時操作手柄控制液壓電機的輸入值進行比較；

26、若所述溫度調(diào)節(jié)參數(shù)超過預(yù)設(shè)的報警閾值，則控制器調(diào)節(jié)輸出的電壓降低；

27、若所述溫度調(diào)節(jié)參數(shù)正常，但是流量調(diào)節(jié)參數(shù)為零，且輸入值存在變化，則將控制器調(diào)節(jié)輸出的電壓降低。

28、本發(fā)明還提供了，一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制系統(tǒng)，應(yīng)用于上述的工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法，包括：

29、獲取模塊，用于獲取控制器的調(diào)節(jié)信號，其中，所述調(diào)節(jié)信號包括輸入電比例多路閥模擬量信號，液壓油實時溫度信號和實時流量信號；

30、控制輸出模塊，用于根據(jù)所述電比例多路閥模擬量信號匹配油泵的需求電機轉(zhuǎn)速以及需求流量，并結(jié)合所述液壓油實時溫度信號和實時流量信號計算比例增益以及偏差量的變化率，并依據(jù)其輸出控制器調(diào)節(jié)參數(shù)；

31、自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所述控制器調(diào)節(jié)參數(shù)，通過所述控制器在線實時pid調(diào)整輸出參數(shù)，得到非線性函數(shù)，并以該非線性函數(shù)的輸出結(jié)果自適應(yīng)調(diào)整控制器的輸出，且將其輸出結(jié)果標定為自適應(yīng)參數(shù)；

32、動態(tài)優(yōu)化模塊，用于采集控制器輸出的自適應(yīng)參數(shù)，并結(jié)合其對比例增益進行動態(tài)調(diào)整，且將調(diào)整后的比例增益輸入至下次執(zhí)行運算的非線性函數(shù)中。

33、以及，一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制板，包括：

34、至少一個控制器；

35、以及與所述至少一個控制器通信連接的存儲器；

36、其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個控制器執(zhí)行的計算機程序，所述計算機程序被所述至少一個控制器執(zhí)行，以使所述至少一個控制器能夠執(zhí)行上述的工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法。

37、本發(fā)明取得的技術(shù)效果為：

38、本發(fā)明針對油泵電機通過模擬電壓調(diào)速系統(tǒng)，采用pid控制板電壓輸出進行控制，通過采集使用信息對其控制進行優(yōu)化設(shè)計，避免使用過程中電機長時間低效率運行，使系統(tǒng)獲得最佳控制性能，實現(xiàn)油泵電機最優(yōu)效率的運行。

技術(shù)特征：

1.一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法，其特征在于：所述輸入電比例信號為多路閥動作后輸出的0～5v信號，支持6路模擬量輸入信號，所述液壓油油溫信號為液壓油實時溫度，所述流量信號為當(dāng)前液壓流量，接在多路閥輸入端，用于實時監(jiān)控流量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法，其特征在于：所述油泵工作時，獲取比例增益，以及偏差值，其中，所述偏差值為油泵的期望輸出值和實際輸出值之間的差值；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法，其特征在于：所述控制器調(diào)整自適應(yīng)參數(shù)之前，將控制器參數(shù)kt，kl的初值設(shè)為0，逐漸增大kt、kl，直到系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩，并記錄為臨界振蕩，且同步記錄此時臨界振蕩增益ktcrit和臨界震蕩周期tpcrit。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法，其特征在于：所述根據(jù)所述電比例多路閥模擬量信號匹配油泵的需求電機轉(zhuǎn)速以及需求流量的步驟，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法，其特征在于：所述油泵工作時，根據(jù)液壓油實時溫度信號和實時流量信號，在預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)庫中進行搜索，得到液壓油的動力粘度以及液壓油的密度；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法，其特征在于：所述根據(jù)雷諾數(shù)匹配與其對應(yīng)的摩擦系數(shù)的步驟，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法，其特征在于：所述控制器調(diào)節(jié)參數(shù)包括流量調(diào)節(jié)參數(shù)和溫度調(diào)節(jié)參數(shù)；

9.一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制系統(tǒng)，應(yīng)用于權(quán)利要求1至8中任意一項所述的工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制方法，其特征在于：包括：

10.一種工程機械自適應(yīng)pid調(diào)節(jié)油泵控制板，其特征在于：包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于新能源工程機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工程機械自適應(yīng)PID調(diào)節(jié)油泵控制方法及系統(tǒng)。該發(fā)明針對油泵電機通過模擬電壓調(diào)速系統(tǒng)，采用PID控制板電壓輸出進行控制，通過采集使用信息對其控制進行優(yōu)化設(shè)計，避免使用過程中電機長時間低效率運行，使系統(tǒng)獲得最佳控制性能，實現(xiàn)油泵電機最優(yōu)效率的運行。

技術(shù)研發(fā)人員：盧勇,沈玉濤,印光宇
受保護的技術(shù)使用者：江蘇上騏重工科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30