一种挖掘机势能回收控制方法、系统、挖掘机及存储介质技术方案

本申请公开了一种挖掘机势能回收控制方法，所述方法包括：当检测到挖掘机动臂处于下降工作状态时，根据挖掘机的电机发电能、液压蓄能器充入能量和主泵能耗确定挖掘机能量消耗函数；通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点；其中，所述最优工作点包括能耗最低场景下的液压蓄能器的初始工作压力、所述液压蓄能器的初始工作容积、回收马达排量和电机制动力矩；根据所述最优工作点对所述挖掘机动臂的势能进行回收。本申请能够实现挖掘机势能的高效回收，保证势能回收系统回收率的最大化。本申请还公开了一种挖掘机势能回收控制系统、一种挖掘机及一种存储介质，具有以上有益效果。具有以上有益效果。具有以上有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种挖掘机势能回收控制方法、系统、挖掘机及存储介质


[0001]本申请涉及工程机械控制
，特别涉及一种挖掘机势能回收控制方法、系统、一种挖掘机及一种存储介质。

技术介绍

[0002]在全球环境污染、能源短缺的大背景下，大型机械装备的节能减排技术已成为工程机械装备领域的研究热点。在液压挖掘机作业过程中，工作装置进行着周期性的提臂与下臂动作，动臂势能大多以热能的形式消耗在多路阀口上，不仅能量浪费严重造成油耗高，还易引起液压系统的振动噪声和发热，降低系统的可靠性和寿命。
[0003]因此，如何实现挖掘机势能的高效回收是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种挖掘机势能回收控制方法、系统、一种挖掘机及一种存储介质，能够实现挖掘机势能的高效回收。
[0005]为解决上述技术问题，本申请提供一种挖掘机势能回收控制方法，该方法包括：
[0006]当检测到挖掘机动臂处于下降工作状态时，根据挖掘机的电机发电能、液压蓄能器充入能量和主泵能耗确定挖掘机能量消耗函数；
[0007]通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点；其中，所述最优工作点包括能耗最低场景下的液压蓄能器的初始工作压力、所述液压蓄能器的初始工作容积、回收马达排量和电机制动力矩；
[0008]根据所述最优工作点对所述挖掘机动臂的势能进行回收。
[0009]可选的，在通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点之前，还包括：
[0010]确定所述挖掘机能量消耗函数的约束条件；其中，所述约束条件包括第一条件和第二条件，所述第一条件根据所述液压蓄能器的工作压力区间确定，所述第二条件根据马达角功率和马达排量的关系确定；
[0011]相应的，通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点，包括：
[0012]在所述约束条件下通过所述最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的所述最优工作点。
[0013]可选的，通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点，包括：
[0014]设置未知偏好加权和已知偏好加权，根据所述未知偏好加权和所述已知偏好加权将所述挖掘机能量消耗函数等效为多目标优化模型；
[0015]将所述多目标优化模型转换为等效的单目标优化模型，求解所述单目标优化模型得到所有优化目标的偏好权重；其中，所述优化目标包括液压蓄能器的初始工作压力、所述液压蓄能器的初始工作容积、回收马达排量和电机制动力矩；
[0016]联合所有所述优化目标的偏好权重的已知部分得到最小偏差权重，根据所述最小偏差权重确定所述最优工作点。
[0017]可选的，求解所述单目标优化模型得到所有优化目标的偏好权重，包括：
[0018]通过拉格朗日法求解所述单目标优化模型得到所有优化目标的偏好权重。
[0019]可选的，还包括：
[0020]判断动臂主阀联的两侧液压差值是否大于预设值；
[0021]若是，则判定所述挖掘机动臂处于所述下降工作状态。
[0022]可选的，在根据所述最优工作点对所述挖掘机动臂的势能进行回收之后，还包括：
[0023]若所述动臂主阀联的两侧液压差值小于或等于所述预设值，则控制所述液压蓄能器和超级电容释放能量，以便所述挖掘机利用所述液压蓄能器和所述超级电容释放的能量执行下一工况的操作。
[0024]可选的，根据所述最优工作点对所述挖掘机动臂的势能进行回收，包括：
[0025]若所述挖掘机处于复合回收模式，则根据所述最优工作点控制所述液压蓄能器和超级电容对所述挖掘机动臂的势能进行回收；
[0026]若所述挖掘机处于单回收模式，则根据所述最优工作点控制所述液压蓄能器对所述挖掘机动臂的势能进行回收。
[0027]本申请还提供了一种挖掘机势能回收控制系统，该系统包括：
[0028]能量消耗函数确定模块，用于当检测到挖掘机动臂处于下降工作状态时，根据挖掘机的电机发电能、液压蓄能器充入能量和主泵能耗确定挖掘机能量消耗函数；
[0029]最优工作点确定模块，用于通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点；其中，所述最优工作点包括能耗最低场景下的液压蓄能器的初始工作压力、所述液压蓄能器的初始工作容积、回收马达排量和电机制动力矩；
[0030]能量回收模块，用于根据所述最优工作点对所述挖掘机动臂的势能进行回收。
[0031]本申请还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述挖掘机势能回收控制方法执行的步骤。
[0032]本申请还提供了一种挖掘机，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述挖掘机势能回收控制方法执行的步骤。
[0033]本申请提供了一种挖掘机势能回收控制方法，包括：当检测到挖掘机动臂处于下降工作状态时，根据挖掘机的电机发电能、液压蓄能器充入能量和主泵能耗确定挖掘机能量消耗函数；通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点；其中，所述最优工作点包括能耗最低场景下的液压蓄能器的初始工作压力、所述液压蓄能器的初始工作容积、回收马达排量和电机制动力矩；根据所述最优工作点对所述挖掘机动臂的势能进行回收。
[0034]本申请在检测到挖掘机动臂处于下降工作状态时确定挖掘机能量消耗函数，该挖掘机能量消耗函数根据电机发电能、液压蓄能器充入能量和主泵能耗确定。通过最小加权偏差法计算能耗最低场景对应的最优工作点，最优工作点可以包括液压蓄能器的初始工作压力、所述液压蓄能器的初始工作容积、回收马达排量和电机制动力矩，进而按照上述最优工作点对挖掘机动臂的势能进行回收。上述方案基于最小加权偏差法来求解挖掘机动臂势
能回收系统控制方案，能够实现挖掘机势能的高效回收，保证势能回收系统回收率的最大化。本申请同时还提供了一种挖掘机势能回收控制系统、一种挖掘机和一种存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本申请实施例所提供的一种挖掘机势能回收控制方法的流程图；
[0037]图2为本申请实施例所提供的一种液压挖掘机动臂势能回收系统原理图；
[0038]图3为本申请实施例所提供的一种动臂势能回收系统整体控制方法的流程图；
[0039]图4为本申请实施例所提供的一种液压挖掘机不同系统下发动机工作点分布对比示意图；
[0040]图5为本申请实施例所提供的一种多目标优化前后系统总回收能量对比图。
具体实施方式
[0041]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机势能回收控制方法，其特征在于，包括：当检测到挖掘机动臂处于下降工作状态时，根据挖掘机的电机发电能、液压蓄能器充入能量和主泵能耗确定挖掘机能量消耗函数；通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点；其中，所述最优工作点包括能耗最低场景下的液压蓄能器的初始工作压力、所述液压蓄能器的初始工作容积、回收马达排量和电机制动力矩；根据所述最优工作点对所述挖掘机动臂的势能进行回收。2.根据权利要求1所述挖掘机势能回收控制方法，其特征在于，在通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点之前，还包括：确定所述挖掘机能量消耗函数的约束条件；其中，所述约束条件包括第一条件和第二条件，所述第一条件根据所述液压蓄能器的工作压力区间确定，所述第二条件根据马达角功率和马达排量的关系确定；相应的，通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点，包括：在所述约束条件下通过所述最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的所述最优工作点。3.根据权利要求1所述挖掘机势能回收控制方法，其特征在于，通过最小加权偏差法计算所述挖掘机能量消耗函数的最优工作点，包括：设置未知偏好加权和已知偏好加权，根据所述未知偏好加权和所述已知偏好加权将所述挖掘机能量消耗函数等效为多目标优化模型；将所述多目标优化模型转换为等效的单目标优化模型，求解所述单目标优化模型得到所有优化目标的偏好权重；其中，所述优化目标包括液压蓄能器的初始工作压力、所述液压蓄能器的初始工作容积、回收马达排量和电机制动力矩；联合所有所述优化目标的偏好权重的已知部分得到最小偏差权重，根据所述最小偏差权重确定所述最优工作点。4.根据权利要求3所述挖掘机势能回收控制方法，其特征在于，求解所述单目标优化模型得到所有优化目标的偏好权重，包括：通过拉格朗日法求解所述单目标优化模型得到所有优化目标的偏好权重。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌盛，何清华，张大庆，唐中勇，吴民旺，
申请(专利权)人：山河智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：