基于负载识别的液压挖掘机功率匹配节能研究

• 作 者: 徐振
• 机 构: 浙江大学
• 出 处: 浙江大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 液压挖掘机 负载自主识别 节能控制 模糊控制 功率模式

提高发动机功率利用率和降低油耗一直都是液压挖掘机研究的主要方向之一。论文结合徐州徐挖机械制造有限公司的80吨挖掘机项目，进行挖掘机节能控制理论研究和相应实验，论文内容主要包括以下几个方面：　　
首先分析了挖掘机节能的意义和能量损失的原因，介绍了国内外挖掘机节能技术研究的现状，指出了国内挖掘机节能研究的不足，从而引出本课题研究意义和主要内容。　　
挖掘机负载自主识别研究。在研究传统挖掘机负载识别技术基础上，建立一种以油缸压力和泵的出口压力为判断依据的改进的负载自主识别系统。其原理为将各油缸压力变化作为联想记忆神经网络控制算法的输入，当确定挖掘机处于挖掘状态时，采集泵的出口压力，确定挖掘机的功率模式和发动机的最佳工作点。实验结果表明该方法能有效地识别当前负载状况，降低操作人员工作强度，实现发动机与当前负载的匹配。　　
变量泵与发动机匹配技术研究。分析了发动机一变量泵联合控制系统并对其进行建模。通过对发动机油门位置的前馈式PID控制和变量泵排量调节的模糊控制，使发动机能够工作在的最佳工作点附近，实现发动机与变量泵的功率匹配。　　
控制系统的软硬件实现。设计了相应的挖掘机控制硬件系统。本文将控制系统模块化，分为压力采集模块、油门控制模块、变量泵控制模块和发动机转速测量模块四个模块。利用Visual C++6.0将挖掘机工作状态数据在计算机上实时显示。　　
设计了挖掘机节能研究实验方案。实验结果表明：负载自主识别是可行的，主控制器能够依据负载变化有效地调节挖掘机功率模式和发动机油门位置。基于模糊控制的变量泵排量调节能够很好地控制发动机转速，使发动机实际转速波动小于45rpm。本文提出的节能控制系统的节能效果在8％左右。