挖掘机比例阀滞环的补偿方法、装置、挖掘机及处理器制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种挖掘机比例阀滞环的补偿方法、装置、挖掘机及处理器，挖掘机包括主泵、控制器及比例阀，方法包括：获取主泵的目标动作；根据主泵的目标动作生成对应的PWM信号；在PWM信号上叠加震颤信号；以及将叠加震颤信号后的PWM信号输出至比例阀，以减小比例阀的滞环。通过对控制器程序的优化，在不改变电液控制系统同时也不改变原有的PWM输出频率的情况下，对比例阀的滞环情况进行了补偿改善。同时，由于PWM输出信号一直在进行变化响应，大大提升了比例阀的控制精度，使得控制器调节比例阀进行往复运动时的误差减小，显著提升了液压系统的精准性和稳定性。压系统的精准性和稳定性。压系统的精准性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
挖掘机比例阀滞环的补偿方法、装置、挖掘机及处理器


[0001]本专利技术涉及比例阀
，具体地涉及一种挖掘机比例阀滞环的补偿方法、装置、挖掘机及处理器。

技术介绍

[0002]电液比例控制阀属于液压控制系统的关键元件。电液比例阀是一个典型的非线性时变系统，由于电磁铁的电磁回路磁滞和比例阀中的游隙，比例阀的输入电流在作一次往复循环中，同一输出压力或流量对应的输入电流最大差值输入电流的百分比，称为比例阀的滞环误差。滞环误差越小，比例阀在输入电流作用下往返循环时，压力输出差值越小，比例阀的响应特性也就越好，反之，滞环误差越大，响应特性越差，操作误差也就越大。比例阀滞环的存在，导致滞环误差带给了挖掘机电液比例控制系统的不稳定。
[0003]在挖掘机控制系统中，控制器通常采用的是控制PWM波形占空比来实现开关量信号到模拟信号的转化，从而改变比例阀的开口来改变主泵的液压流量。PWM波形频率、占空比和输出幅值是PWM波形的重要参数，幅值决定输出信号的最大值，占空比决定输出信号的具体值，频率决定输出信号的变化快慢。然而这种技术方案，在实际液压挖掘机工作过程中，阀芯在接收电信号后要进行运动需要克服静摩擦和液压油阻力，导致比例阀在接收电信号后存在滞环现象，严重影响液压挖掘机的电液比例控制的精准度，减小了挖掘机的控制稳定性。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术实施例的目的是提供一种挖掘机比例阀滞环的补偿方法、装置、挖掘机及处理器。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种挖掘机比例阀滞环的补偿方法，挖掘机包括主泵、控制器及比例阀，方法包括：
[0006]根据目标动作获取主泵压力信号；
[0007]根据压力信号生成对应的PWM信号；
[0008]在PWM信号上叠加震颤信号；以及
[0009]将叠加震颤信号后的PWM信号输出至比例阀，以减小比例阀的滞环。
[0010]在本专利技术的实施例中，震颤信号的时域表达式包括公式(1)所示：
[0011][0012]其中，x(t)为震颤信号，T为震颤信号的周期，M为震颤信号的振幅，t为时间。
[0013]在本专利技术的实施例中，将叠加震颤信号后的PWM信号输出至比例阀，以减小比例阀的滞环包括：保持主泵的目标动作对应的流量，并对控制器加载至比例阀的电流进行补偿，通过更高的频率纠正轨迹以减小所述比例阀的滞环。
[0014]在本专利技术的实施例中，根据目标动作获取主泵压力信号包括：通过控制器采集动臂压力传感器、斗杆压力传感器、铲斗压力传感器、回转压力传感器以及行走压力传感器对应的传感器信号；根据多个传感器信号确定主泵的目标动作。
[0015]在本专利技术的实施例中，在震颤信号的振幅位于预设范围时，振幅的大小与滞环的减小程度成正比。
[0016]在本专利技术的实施例中，预设范围为10至50。
[0017]本专利技术第二方面提供一种挖掘机比例阀滞环的补偿装置，包括：
[0018]主泵目标动作获取模块，被配置成根据目标动作获取主泵压力信号；
[0019]比例阀滞环调节模块，被配置成：根据压力信号生成对应的PWM信号；在PWM信号上叠加震颤信号；以及将叠加震颤信号后的PWM信号输出至比例阀，以减小比例阀的滞环。
[0020]本专利技术第三方面提供一种挖掘机，包括：
[0021]主泵；
[0022]控制器；
[0023]比例阀；以及
[0024]根据上述的挖掘机比例阀滞环的补偿装置。
[0025]在本专利技术的实施例中，挖掘机还包括：动臂压力传感器、斗杆压力传感器、铲斗压力传感器、回转压力传感器以及行走压力传感器中的至少一者。
[0026]本专利技术第四方面提供一种处理器，被配置成执行上述的挖掘机比例阀滞环的补偿方法。
[0027]上述技术方案，通过在PWM信号上叠加震颤信号，可以使输出电流在原有的线性变化上加载震颤使电流一直处于变化的状态且不改变原有输出效果。通过此加载补偿算法，可以通过对控制器程序的优化，在不改变电液控制系统同时也不改变原有的PWM输出频率的情况下，对比例阀的滞环情况进行了补偿改善。同时，由于PWM输出信号一直在进行变化响应，大大提升了比例阀的控制精度，使得控制器101调节比例阀208进行往复运动时的误差显著减小，有效的解决了控制器101控制比例阀208滞环存在导致主泵压力波动的问题，显著提升了液压系统的精准性和稳定性，通过三角震颤补偿算法解决了液压挖掘机在工作过程中由于主泵压力波动造成的动作抖动。
[0028]本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0029]附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：
[0030]图1示意性示出了根据本专利技术实施例的挖掘机比例阀滞环的补偿方法的流程示意图；
[0031]图2示意性示出了根据本专利技术实施例的一种挖掘机的控制原理示意图；
[0032]图3A示意性示出了根据本专利技术实施例的一种传统的三位四通阀控液压系统原理图；
[0033]图3B示意性示出了根据本专利技术实施例的比例阀滞环示意图；
[0034]图4A示意性示出了根据本专利技术实施例的叠加振幅为10的三角波后的电流压力关系图；
[0035]图4B示意性示出了根据本专利技术实施例的叠加振幅为30的三角波后的电流压力关系图；
[0036]图4C示意性示出了根据本专利技术实施例的叠加振幅为50的三角波后的电流压力关系图；
[0037]图5A示意性示出了根据本专利技术实施例的叠加振幅为10的三角波后的电流压力关系滤波图；
[0038]图5B示意性示出了根据本专利技术实施例的叠加振幅为30的三角波后的电流压力关系滤波图；
[0039]图5C示意性示出了根据本专利技术实施例的叠加振幅为50的三角波后的电流压力关系滤波图；
[0040]图6示意性示出了根据本专利技术实施例的挖掘机比例阀滞环的补偿装置的结构框图；
[0041]图7示意性示出了根据本专利技术实施例的挖掘机的结构框图。
[0042]附图说明
[0043]101、VCU控制器；
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102、ECM发动机控制器；
[0044]103、压力传感器；
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104、液压执行装置；
[0045]105、液压油箱；
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201、主控阀组；
[0046]202、主控阀组；
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11、阀芯；
[0047]12、阀芯；
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13、阀芯；
[0048]14、阀芯；
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21、阀芯；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机比例阀滞环的补偿方法，其特征在于，所述挖掘机包括主泵、控制器及比例阀，所述方法包括：根据目标动作获取主泵压力信号；根据所述压力信号生成对应的PWM信号；在所述PWM信号上叠加震颤信号；以及将叠加所述震颤信号后的PWM信号输出至所述比例阀，以减小所述比例阀的滞环。2.根据权利要求1所述的挖掘机比例阀滞环的补偿方法，其特征在于，所述震颤信号的时域表达式包括公式(1)所示：其中，所述x(t)为震颤信号，所述T为所述震颤信号的周期，所述M为震颤信号的振幅，所述t为时间。3.根据权利要求1所述的挖掘机比例阀滞环的补偿方法，其特征在于，所述将叠加所述震颤信号后的PWM信号输出至所述比例阀，以减小所述比例阀的滞环包括：保持所述主泵的目标动作对应的流量，并对所述控制器加载至所述比例阀的电流进行补偿，通过更高的频率纠正轨迹以减小所述比例阀的滞环。4.根据权利要求1所述的挖掘机比例阀滞环的补偿方法，其特征在于，所述根据目标动作获取主泵压力信号包括：通过所述控制器采集动臂压力传感器、斗杆压力传感器、铲斗压力传感器、回转压力传感器以及行走压力传感器对应的传感器信号；根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘行行，高见厂，吴元峰，魏学平，姚小奇，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：