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负载自适应挖掘机功率控制系统 李延伟，陈欠根，郝鹏 (中南大学机电工程学院智能机械研究所，湖南长沙41{)083) [摘要]提出了挖掘机的负载自适应全局功率匹配方案，以及基于负载自适应条件下发动机功率与负 载匹配和控制的实现方法，揭示了挖掘机节能降耗的理论方法。 [关键词]全局功率匹配；负载自适应；线性回归；单神经元PID [中图分类号]TD422．2[文献标识码]B [文章编号]1001—554X(2006)11-0085～03 Power ofload excavator control self-adapting system LIYan-wei，CHEN Peng Qian-gen，HAO 据统计，液压挖掘机的能量平均利用率仅为 配则可以解决这个问题。 30％左右，针对如此巨大的能量损失，节能技术 实现全局功率匹配最直接的方法就是把目前 已成为挖掘机的一个研究热点。目前得到成熟应 广泛应用的发动机一泵的局部功率匹配系统和 用的主要节能方案是发动机一泵的功率匹配和 泵一负载的局部功率匹配系统连接起来。问题的 泵一负载的功率匹配。本文提出一种发动机一 关键是在两者的协调统一，但在具体进行调节的 泵一阀一负载整体实现功率匹配的全局负载自适 时候，由于实现发动机和泵的匹配需要调节泵的 应控制方案。 排量，而实现泵与负载的匹配也需要调节泵的排 量，这样就会在调节时出现干涉。 1全局匹配方案 如果把全局功率匹配分为发动机一泵的匹配 1．1局部功率匹配 和阀一负载的匹配，就可以解决这个问题。前一 当前得到成功应用的功率匹配方案多是实现 环节在实现中调节泵的排量，目的是保证泵把发 某个环节的局部功率匹配，主要是发动机一泵的 动机的功率完全吸收转化为液压能；后一环节则 功率匹配和泵一负载的功率匹配。 是调节阀的开口，目的是在压力随负载变化的情 在液压挖掘机上实现发动机一泵的功率匹配 况下以改变执行机构速度的方式把液压能发挥到 主要目的是提高泵对发动机输出功率的吸收能力， 最大，这样就可以分别调节而实现从发动机一液 在通过采用转矩控制或者转速感应控制实现两者 压系统一负载的全局功率匹配。 的精确匹配的理想情况下，泵可以始终把发动机 的输出功率完全转化为液压能，液压能通过换向 2负载自适应 阀传递到执行机构作用于负载；泵一负载功率匹 2．1简单设定发动机功率模式的弊端 配方案中应用比较广泛的液压控制有负荷传感控 出于节能的目的，目前液压挖掘机一般都针对 制、负流量控制等泵控系统，均为通过调节变量 典型工况划分为重载、经济和轻载3个转速挡位， 泵的摆角变化使输出流量与执行机构的需要流量 65 分别对应发动税额定转速的100％、85％No．／00。 相匹配，从而减少溢流损失和节流损失。 1．2全局匹配方案 [基金项目]编号2003AA430200 单纯地进行局部功率匹配，并不能实现把发 [收稿日期]2006—07—09 动机的燃油功率经过液压和机械完全施加在负载