[发明专利]一种基于扭矩与转速复合控制的旋挖钻机功率匹配方法

摘要

一种基于扭矩与转速复合控制的旋挖钻机功率匹配方法，根据主泵、副泵的压力和设定的目标扭矩百分比，计算得出目标电流，同时，设定转速调节模块与扭矩调节模块相互转换的掉速值，当发动机的实时掉速值小于设定值时，采用扭矩调节模块对目标电流进行补偿调节，当发动机的实时掉速值大于设定值时，采用转速调节模块对目标电流进行补偿调节，将最终电流值输出给反比例减压阀，进而控制排量调节器改变主泵排量，从而实时控制主泵的输入功率。本发明简单、可靠、实用性强，兼有转速控制的快速性和扭矩控制的预测性的特点，可以有效避免发动机的严重掉速，避免了熄火的现象，提高了旋挖钻机的作业效率，确保了控制系统的运行稳定。

主权项

1.一种基于扭矩与转速复合控制的旋挖钻机功率匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将系统进行初始化，检查系统工作是否正常，如果不正常，不向下执行，并进行报警，如果正常，向下继续执行；步骤2：参数设定：设定发动机(7)在每个实际转速下的目标扭矩百分比；设定发动机(7)在每个目标转速下的允许掉速值；设定控制器(2)向反比例减压阀(4)的初始输出电流值，此电流值为反比例减压阀(4)的死区电流；步骤3：数据采集：控制器(2)通过CAN总线从发动机ECU(3)读取实际扭矩百分比和当前实际转速；通过转速设定按钮(1)读取目标转速；通过主泵压力传感器(10)、副泵压力传感器(5)分别读取主泵(8)和副泵(9)的压力信号；步骤4：进入步骤5.1；同时将读取的目标转速与实际转速作差，判断此差值是否超过当前目标转速下的允许掉速设定值，如果超过设定值，进入步骤5.2，如果没有超过设定值，则进入步骤5.3；步骤5.1：提取主泵压力、副泵压力及当前实际转速下的目标扭矩百分比，根据当前实际转速下的目标扭矩百分比与转速-扭矩的关系，获得当前实际转速下的理论输出扭矩值，再根据公式：Ttar＝ηTthe，计算得出当前实际转速下的目标扭矩值Ttar，其中，Ttar为目标扭矩值，Tthe为理论输出扭矩值，η为设定的目标扭矩百分比；根据副泵(9)的压力-排量关系，得出副泵排量，再根据主泵压力、副泵压力，由公式V1＝(Ttar—KP2V2)/(KP1)，计算得出主泵排量V1，其中，V1、V2分别为主泵排量、副泵排量，P1、P2分别为主泵压力、副泵压力，K为转换系数；然后，根据主泵(8)的排量-控制电流曲线关系，可得发动机(7)当前实际转速下目标扭矩对应的输出电流值；步骤5.2：进入转速调节模块：提取目标转速和实际转速，将两值作差，并将此差值作为反馈信号，进行PID调节，输出电流信号，再次判断发动机掉速是否超过允许设定值，如果超过设定值，则保持输出电流，如果没有超过设定值，则将输出电流清零；步骤5.3：进入扭矩调节模块：提取目标扭矩百分比和实际扭矩百分比，将两值作差，并将此差值作为反馈信号，进行PID调节，输出电流信号，再次判断发动机掉速是否超过允许设定值，如果超过设定值，则将输出电流清零，如果没有超过设定值，则保持输出电流；步骤6：将步骤5.1的输出电流值和步骤5.2的输出电流值或步骤5.3的输出电流值进行叠加整合；步骤7：通过控制器(2)将叠加后的电流信号输出给反比例减压阀(4)，进而控制排量调节器(6)改变主泵(8)的排量，从而实时控制主泵(8)的输入功率，随后返回步骤3。