[发明专利]一种装载机控制系统、履带式装载机及履带式推土机

权利要求书

1.一种装载机控制系统，其特征在于，包括：液压机构、发动机、控制器、给定转速获取模块、比例电磁铁、执行机构、油门、压力传感器、排量控制机构以及转速传感器；

控制器与给定转速获取模块连接，获取转速给定值；

控制器依次通过比例电磁铁、执行机构、油门连接至发动机；

发动机与液压机构连接；

控制器通过排量控制机构与液压机构连接；

控制器通过转速传感器与发动机连接，实时获取发动机的转速；

控制器通过压力传感器与液压机构的输出端连接，获取液压机构输出端的压力数据。

2.根据权利要求1所述的装载机控制系统，其特征在于，

液压机构的输出端通过变量马达连接至履带式装载机的行走机构；

控制器通过马达转速传感器与变量马达连接，实时获取变量马达的转速。

3.根据权利要求2所述的装载机控制系统，其特征在于，

控制器以发动机的转速作为控制参数，以目标转速对油门位置参数进行控制，转速传感器检测发动机实际转速的差值e作为控制参数，由控制器进行控制；

控制器通过控制液压机构和变量马达排量的电压，达到控制的目的；

当变量马达排量电压的差值e大于第一预设△e1值时，则发动机的实际转速低于目标转速，外负载大于预设负载值；

控制器通过控制液压机构的无极调节，使得载荷与发动机匹配。

4.根据权利要求3所述的装载机控制系统，其特征在于，

控制器控制变量马达增加输出量，当马达增大至全排量，若系统仍然过载，可根据差值的数值成比例的减小泵的排量，使得发动机在预设转速下工作；

当变量马达排量电压的差值e小于第二预设△e2值时，并且液压机构输出端的压力小于预设压力值时，发动机的实际转速高于目标转速，外负载小于预设负载值；

通过对液压机构调节，使得外负载与发动机匹配；

当液压机构增大至全排量时，逐渐使马达排量变小，使得发动机在预设转速下工作；

当差值e位于△e1与△e2之间时，认为装载机工作在预设工况下。

5.根据权利要求1或2所述的装载机控制系统，其特征在于，

控制器配置有模糊化模块和解模糊模块；

模糊化模块将输入信号转化为模糊矢量；

根据储存在规则库中的控制规则，对于输入的模糊量进行模糊运算推理，得出模糊控制量的过程；

数据库储存所有变量的隶属度值或隶属度函数，在运算过程中提供数据信息；

解模糊模块基于推理后得到的结果是模糊量，将转化为输出的控制量以实现对系统的控制或者来驱动负载。

6.根据权利要求1或2所述的装载机控制系统，其特征在于，

控制器还配置有PID控制器，PID控制器采用双输入三输出的系统。

7.根据权利要求5所述的装载机控制系统，其特征在于，

发动机的转速偏差z和偏差的变化率zc输入到控制器，模糊处理得到PID的整定参数的调整值△kp，△Ki，△KD，在用PID控制器进行输入信号z和zc的处理，得到控制信号u(t)，完成实时的控制任务；整定的表达式为：

Kp＝Kp’+△kp；

Ki＝Ki’+△ki；

KD＝KD’+△kD；

式中：Kp’、Ki’、KD’-PID控制器各参数的初始值；

△kp、△ki和△kD各参数的调整值；

控制器配置有模糊PID控制规则，控制器根据发动机转速的差值z及其变化率zc的值，控制液压机构和变量马达的排量△Vb、△Vm；

模糊控制规则的输出分别控制泵的调整值△kpP、△kpI、△kpD与控制变量马达的调整值△kmP、△kmI、△kmD；

设系统的输入、输出信号的模糊语言变量为E、EC、△kpP、△kpI、△kpD、△kmP、△kmI、△kmD；同时划分各变量的模糊子集；

根据发动机转速得到偏差和偏差变化率的物理论域为：eε[-100,100]、ecε[-50,50]，两个输入和六个输出变量的模糊论域都取[-6,6]。