液壓挖掘機節(jié)能計算機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、液壓挖掘機是一種大功率設備，其節(jié)能性的好壞直接影響了設備使用的經濟性和可靠性。本文主要研究通過挖掘機電子節(jié)能控制系統(tǒng)的控制調節(jié)，最終達到提高挖掘機系統(tǒng)效率、節(jié)約燃油的目的。 首先論述了液壓挖掘機節(jié)能技術研究的目的和意義，詳細介紹了中外液壓挖掘機電子節(jié)能系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀、主要內容，以及本課題研究的方向和發(fā)展趨勢。 為進行節(jié)能控制研究，建立了基于CAN總線技術的挖掘機電子節(jié)能控制系統(tǒng)，包括動力及檢測系統(tǒng)。柴油機采用電子油門調節(jié)

2、。即由控制器發(fā)出油門控制信號給執(zhí)行電機，帶動油門拉桿調節(jié)供油量，以滿足功率和調速的需要。液壓系統(tǒng)可分為主液壓回路和先導液壓回路兩部分。主液壓回路中綜合地實現(xiàn)各種液壓系統(tǒng)，并能對它們進行節(jié)能控制。電子檢測系統(tǒng)將控制器分配到合適的部分，然后用CAN總線將它們連接起來。 詳細設計了系統(tǒng)硬件組成的兩部分：主控單元(液壓泵控制)、油門控制器單元(油門位置控制)，并討論了各部分的作用。對于發(fā)動機控制，采用了位置閉環(huán)控制。設計的發(fā)動機電控單元

3、主要包括：微控制器、光電隔離、功率放大和油門執(zhí)行器驅動電路等。對于變量泵控制，采用了轉速感應閉環(huán)控制。它分為：計算機主機系統(tǒng)、輸入輸出模/數(shù)(數(shù)/模)轉換、加載、變量調節(jié)、壓力及轉速信號測量與放大等多個子系統(tǒng)。對各硬件電路的組成進行了詳細的闡述，并說明了各部分的功能及原理。 系統(tǒng)軟件設計主要研究了柴油機模型和油門執(zhí)行器模型的算法。對挖掘機在不同工況下工作時發(fā)動機轉速的控制進行了研究，采用轉速和油門位置雙閉環(huán)改進PID控制及負載前

4、饋控制方法。將一個與負載成比例的信號前饋到控制系統(tǒng)的輸入端，補償抑制負載變化對控制輸出的影響，使發(fā)動機的轉速始終保持在某一允許范圍內，從而使發(fā)動機始終工作在某一指定的工況。 最后進行了系統(tǒng)試驗。闡述了液壓挖掘機節(jié)能試驗的目的及試驗測試的內容，介紹了節(jié)能試驗臺的構成及試驗中使用的儀器，并闡述了試驗中數(shù)據(jù)的采集方案、使用的軟件、數(shù)據(jù)處理方法。完成了各物理量的核定試驗，所后對所獲得的數(shù)據(jù)進行了處理與分析。 本文提出的挖掘機節(jié)能