功率匹配控制方法及装置制造方法及图纸

技术编号:21884461 阅读:24 留言:0更新日期:2019-08-17 11:56
本发明专利技术提供一种功率匹配控制方法及装置,方法包括:获取机械设备的液压泵的实时压力值,将压力值输入至微分控制算法得到泵电磁阀第一电流值,再获取机械设备中发动机的实时转速,将实时转速输入至PID控制算法得到泵电磁阀第二电流值,再将泵电磁阀第一电流值与泵电磁阀第二电流值进行加权求和,以得到泵电磁阀目标电流值,根据所得到的泵电磁阀目标电流值来控制液压泵的泵排量,进而控制液压泵的功率。该装置通过实时压力值和实时转速协调控制液压泵的泵排量,当压力值发生变化时或者当转速掉速超过设定值时,则对液压泵的泵排量进行调节,从而控制液压泵的功率,实现发动机与液压泵的功率匹配。

Power Matching Control Method and Device

【技术实现步骤摘要】
功率匹配控制方法及装置
本专利技术涉及设备控制
,特别是涉及一种功率匹配控制方法及装置。
技术介绍
在工业中,大型机械设备是非常常见的,如挖掘机,该类大型机械设备时常选择液压泵作为动力元件,该动力元件是依靠发动机所提供的功率驱动的,驱动后的动力元件从液压油箱中吸入油液,通过挤压密封腔中的油液,产生压力,该压力将预摄入油量从液压泵中排出。其中,排出的油量是以泵排量为单位,泵排量是指液压泵的泵轴转一圈所排出的油液体积。液压泵在工作过程中,如果功率大于发动机所提供的最大功率,则会导致发动机出现掉速甚至熄火的现象。为了避免这种情况的发生,需要控制液压泵的功率不超过发动机的最大功率,此种功率控制可以称为功率匹配控制。目前的一种功率匹配控制方法是,不断采集发动机的转速,监控转速掉速情况是否超过设定的最大掉速值,如果超过则对液压泵的功率进行调节。但是,该种控制方式至少存在以下缺点:转速采集过程存在延时,使得功率匹配控制过程不够及时,进而影响机械设备的正常作业。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术实施例提供了一种功率匹配控制方法,以实现对液压泵功率的实时控制,另外,本专利技术还提供了一种功率匹配控制装置以实现上述方法在实际中的应用与实现。为实现上述目的,本专利技术实施例提供如下技术方案:第一方面,本专利技术提供了一种功率匹配控制方法,包括:获得机械设备的液压泵的实时压力值;将所述实时压力值输入至压力微分控制算法中,获得泵电磁阀第一电流值;获得所述机械设备的发动机的实时转速;将所述实时转速输入至PID控制算法中,获得泵电磁阀第二电流值;对所述泵电磁阀第一电流值及所述泵电磁阀第二电流值进行加权求和,获得泵电磁阀目标电流值;依据所述泵电磁阀目标电流值,对所述液压泵的泵排量进行控制,以控制所述液压泵的功率。第二方面,本专利技术提供了一种功率匹配控制装置,包括:压力值获取模块,用于获得机械设备的液压泵的实时压力值;泵电磁阀第一电流值获取模块,用于将所述实时压力值输入至压力微分控制算法中,获得泵电磁阀第一电流值;转速获取模块,用于获得所述机械设备的发动机的实时转速;泵电磁阀第二电流值获取模块,用于将所述实时转速输入至PID控制算法中,获得泵电磁阀第二电流值;泵电磁阀目标电流值获取模块,用于对所述泵电磁阀第一电流值及所述泵电磁阀第二电流值进行加权求和,获得泵电磁阀目标电流值;泵排量控制模块,用于依据所述泵电磁阀目标电流值,对所述液压泵的泵排量进行控制,以控制所述液压泵的功率。由上述技术方案可知,本专利技术提供了一种功率匹配控制方法,该方法通过获取机械设备的液压泵的实时压力值,将压力值输入至微分控制算法,以得到泵电磁阀第一电流值,再获取机械设备中发动机的实时转速,将实时转速输入至PID控制算法,以得到泵电磁阀第二电流值,再将泵电磁阀第一电流值与泵电磁阀第二电流值进行加权求和,以得到泵电磁阀目标电流值,根据所得到的泵电磁阀目标电流值来控制液压泵的泵排量,进而控制液压泵的功率。该方法通过实时压力值和实时转速协调控制液压泵的泵排量,当压力值发生变化时或者当转速掉速超过设定值时,对液压泵的泵排量进行调节,从而控制液压泵的功率,实现发动机与液压泵的功率匹配。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术提供的功率匹配控制方法的流程图;图2示出了本专利技术提供的获取泵电磁阀第一电流值的示意图;图3示出了本专利技术提供的获取泵电磁阀第二电流值的示意图;图4示出了本专利技术提供的获取泵电磁阀目标电流值的示意图;图5示出了本专利技术提供的控制泵电磁阀第一电流值输出的示意图;图6示出了本专利技术提供的功率匹配控制装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。在本申请中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在机械设备运行过程中,需要依靠液压泵来提供动力作为运作支持,而液压泵是由机械设备中的发动机驱动的,当发动机所提供的功率无法满足液压泵所需的功率时,发动机会出现故障,如出现掉速甚至出现熄火的情况。现有技术中,存在一种解决方法,在CAN(ControllerAreaNetwork,控制器局域网络)总线上采集发动机的转速,当发动机掉速超过某个预设数值时,则启动PID控制器来调节液压泵的功率。但是,机械设备在运行时,发动机的转速变化较快,而CAN总线上的转速更新较慢,根据CAN总线上采集的转速无法及时调节液压泵的功率,从而导致功率匹配失败。为此,参见图1,本专利技术实施例提供了一种功率匹配控制方法,以实现对机械设备的液压泵功率的实时控制,具体包括步骤S101-S106。S101:获得机械设备的液压泵的实时压力值。具体地,当机械设备在运行过程中,如挖掘机在进行挖掘动作时,挖掘机的负载是处于变化的状态,而负载与挖掘机中液压泵的压力值成正比。其中,监测机械设备的工作状态,只需监测机械设备中负载的变化即可,并采集对应的实时压力值。需要说明的是,采集压力值可以通过压力传感器,进而本专利技术可以获得压力传感器采集的液压泵的实时压力值。具体为,将压力传感器设置于液压泵高压口侧,实现液压泵压力值的实时采集。相对于CAN总线信号,压力传感器不存在延迟,能够实时反映液压泵的压力值。S102:将实时压力值输入至压力微分控制算法中,获得泵电磁阀第一电流值。具体地,将实时压力值输入压力微分控制算法之前,可以先将实时压力值通过滤波器进行过滤,以得到数值合理的实时压力值,其过滤过程可以是任意实现方式的过滤,此处不再具体说明。将过滤后的实时压力值输入至压力微分控制算法中,由该压力微分控制算法对过滤后的压力值进行处理。压力微分控制算法的处理过程参见图2,为:将当前时刻的实时压力值与前一时刻的压力值作差,得到压力值的变化量;获取当前工作档位,根据当前工作档位确定与该工作档位对应的微分系数,将压力的变化量乘以该微分系数,以得到乘积结果,该乘积结果便是与该压力值对应的泵电磁阀第一电流值。S103:获得机械设备的发动机的实时转速。具体地,获取发动机的实时转速可以存在两种实现方式:其一,从CAN(ControllerAreaNetwork,控制器局域网络)总线上获取发动机的实时转速。机械设备中存在多个模块,且这些模块都由电子控制单元进行控制,其控制过程是从CAN上读取各个模块上报的数据或者是参数,电子控制单元根据读取的数据或者是参数,执行对应的模块进行相关操作。因此,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率匹配控制方法,其特征在于,包括:获得机械设备的液压泵的实时压力值;将所述实时压力值输入至压力微分控制算法中,获得泵电磁阀第一电流值;获得所述机械设备的发动机的实时转速;将所述实时转速输入至PID控制算法中,获得泵电磁阀第二电流值;对所述泵电磁阀第一电流值及所述泵电磁阀第二电流值进行加权求和,获得泵电磁阀目标电流值;依据所述泵电磁阀目标电流值,对所述液压泵的泵排量进行控制,以控制所述液压泵的功率。

【技术特征摘要】
1.一种功率匹配控制方法,其特征在于,包括:获得机械设备的液压泵的实时压力值;将所述实时压力值输入至压力微分控制算法中,获得泵电磁阀第一电流值;获得所述机械设备的发动机的实时转速;将所述实时转速输入至PID控制算法中,获得泵电磁阀第二电流值;对所述泵电磁阀第一电流值及所述泵电磁阀第二电流值进行加权求和,获得泵电磁阀目标电流值;依据所述泵电磁阀目标电流值,对所述液压泵的泵排量进行控制,以控制所述液压泵的功率。2.根据权利要求1所述的功率匹配控制方法,其特征在于,所述获得液压泵的实时压力值,包括:获得压力传感器采集的液压泵的实时压力值。3.根据权利要求1所述的功率匹配控制方法,其特征在于,所述获得发动机的实时转速,包括:获得转速传感器采集的发动机的实时转速;或者,从控制器局域网络总线上获取发动机的实时转速。4.根据权利要求1所述的功率匹配控制方法,其特征在于,对所述泵电磁阀第一电流值及所述泵电磁阀第二电流值进行加权求和,包括:确定所述机械设备的工作档位及工作模式,并确定与所述工作档位及所述工作模式对应的权重系数;将所述权重系数确定为所述泵电磁阀第一电流值的权重值,以及将数值1与所述权重系数的差确定为所述泵电磁阀第二电流值的权重值;依据两个权重值,对所述泵电磁阀第一电流值及所述泵电磁阀第二电流值进行加权求和。5.根据权利要求1所述的功率匹配控制方法,其特征在于,在获得泵电磁阀第一电流值之后,还包括:判断发动机负荷率是否大于负荷率预设值;若否,则将所述泵电磁阀第一电流值设置为0。6.一种功率匹配控制装置,其特征在于,包括:压力值获取模块,用于获得机械设备的液压泵的实时压力值;泵电磁阀第一电流值获取模块,用于将所述实时压力值输入至压力微分控制算法中,获得泵电磁阀第一电流值;转速获取...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋亚召赵金光于鹏飞
申请(专利权)人:潍柴动力股份有限公司林德液压中国有限公司
类型:发明
国别省市:山东,37

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