液压挖掘机节能计算机控制系统研究

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1、山东大学硕士学位论文摘要液压挖掘机是一种大功率设备，其节能性的好坏直接影响了设备使用的经济性和可靠性。本文主要研究通过挖掘机电子节能控制系统的控制调节，最终达到提高挖掘机系统效率、节约燃油的目的。首先论述了液压挖掘机节能技术研究的目的和意义，详细介绍了中外液压挖掘机电子节能系统研究的现状、主要内容，以及本课题研究的方向和发展趋势。为进行节能控制研究，建立了基于CAN总线技术的挖掘机电子节能控制系统，包括动力及检测系统。柴油机采用电子油门调节。即由控制器发出油门控制信号给执行电机，带动油门拉杆调节供油量，以满足功率和调速的需要。液压系统可分为主液压回路和先导液压回路两部

2、分。主液压回路中综合地实现各种液压系统，并能对它们进行节能控制。电子检测系统将控制器分配到合适的部分，然后用CAN总线将它们连接起来。详细设计了系统硬件组成的两部分：主控单元(液压泵控制)、油门控制器单元(油门位置控制)，并讨论了各部分的作用。对于发动机控制，采用了位置闭环控制。设计的发动机电控单元主要包括：微控制器、光电隔离、功率放大和油门执行器驱动电路等。对于变量泵控制，采用了转速感应闭环控制。它分为：计算机主机系统、输入输出模／数(数／模)转换、加载、变量调节、压力及转速信号测量与放大等多个子系统。对各硬件电路的组成进行了详细的阐述，并说明了各部分的功能及原理。

3、系统软件设计主要研究了柴油机模型和油门执行器模型的算法。对挖掘机在不同工况下工作时发动机转速的控制进行了研究，采用转速和油门位置双闭环改进PID控制及负载前馈控制方法。将一个与负载成比例的信号前馈到控制系统的输入端，补偿抑制负载变化对控制输出的影响，使发动机的转速始终保持在某一允许范围内，从而使发动机始终工作在某一指定的工况。最后进行了系统试验。阐述了液压挖掘机节能试验的目的及试验测试的内容，介绍了节能试验台的构成及试验中使用的仪器，并阐述了试验中数据的采集方案、使用的软件、数据处理方法。完成了各物理量的核定试验，所后对所获得的数据进行了处理与分析。山东大学硕士学位论

4、文本文提出的挖掘机节能理论和方法可行，建立的挖掘机节能控制系统能够实现所预定的节能控制任务。这对于提高我国液压挖掘机的自动化程度，提高其动力性与经济性，增强市场竞争力及节约能源，都具有重要的理论意义和应用价值。关键词：挖掘机；节能；单片机；CAN总线技术；PID控制算法山东大学硕士学位论文ABSTRACTThehydraulicexcavatorisakindofhigh-powerconstructionequipment，andtheenergysavingcontrolwilldirectlyaffecttheeconomicsandreliabilityoft

5、heexcavator．Thepurposeofthispaperistostudytheenergysavingcontrolsystemofthehydraulicexcavatorandtoachievetheaimatimprovingefficiency,savingfuel．Firstofall，thepurposeofthestudyontheenergysavingcontrolofexcavatorsisintroduced．Thepapergivestheinvestigationoftheelectronicenergy—savingcontro

6、lsystemindetail，includingthemaincontentsandthedevelopmenttrendoftheproject．Forthesakeofenergysavingcontrolresearch，ahydraulicexcavatorelectronicenergy—savingcontrolmodelisestablishedbasedonCAN—bustechnique，whichincludedmotiveandexaminedsystem．TheelectronicthrottleadjustmentisusedinDiese

7、lengine．Thatisissuedbythecontrollerthrottlecontrolsignalstotheexecutivemotor,driventhrottledrawbarsadjustmentofsupplytomeettheneedsofpowerandspeed．HydraulicsystemsCanbedividedintothemainhydrauliccircuitandguidinghydrauliccircuitintwoparts．Inthehydrauliccircuitofvariousintegrate