[发明专利]一种基于伺服系统力矩控制的挖掘机用电动缸缓冲控制系统

说明书

本发明提供一种基于伺服系统力矩控制的挖掘机用电动缸缓冲控制系统，涉及工程车辆中挖掘机的技术领域，包括：可编程控制器、伺服系统、斗杆电动缸、铲斗电动缸、动臂电动缸、电控箱，提供了一种挖掘机用电动缸缓冲的控制方法，配置更加开放的伺服系统，通过自适应算法根据工况不同，控制的参数不同，实现在力矩控制的同时，对某力矩值下的速度进行控制，从而达到冲击载荷到来时，电动缸会和液压缸一样，会沿冲击载荷力的方向有一定的位移，从而实现电动缸缓冲的增益效果，提高了挖掘机用电动缸的寿命、工作平稳持久、安全可控。

技术领域

本发明提供一种基于伺服系统力矩控制的挖掘机用电动缸缓冲控制系统，涉及工程车辆技术领域。

背景技术

随着科技的快速发展，挖掘机在矿山、桥梁、农田改造、园林绿化、管道建设、石方工程、采石集料等领域有着广泛的应用。挖掘机的电作动系统的出现，使得挖掘机系统效率提高、更加容易控制，从而使得更加的节省能源，且为以后智能挖掘机的发展奠定了基础，但挖掘机作为工程车之王，其使用领域十分广泛，在有冲击的工况下，电作动系统其作动机构电动缸是推杆、丝杠、齿轮等硬连接起来的结构，不像液压系统有液压油，在冲击载荷达到系统所能承受的载荷，液压缸可以沿冲击载荷力的方向有一定位移，而不是硬碰硬，可以起到一定的缓存作用，所以通过控制系统为电动缸提供缓冲作用十分关键。一种基于伺服系统力矩控制的挖掘机用电动缸缓冲控制系统，可以极大程度上减轻在冲击载荷的作用下导致电动缸瞬间受力过大而损坏的情况，很大程度上解决了以上问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于伺服系统力矩控制的挖掘机用电动缸缓冲控制系统，通过伺服系统力矩控制，对全电化挖掘机用电动缸进行缓冲，配置可编程控制器通过运行自适应算法程序对力矩、速度进行控制，是系统的大脑，配置伺服系统对伺服电机的力矩、速度进行闭环控制，为每支电动缸提供动力源，而且其电流环、速度环对所述可编程控制器开放，可以根据工况不同，对力矩模式下的力矩、速度进行动态调整，配置斗杆电动缸、铲斗电动缸、动臂电动缸，在所述伺服系统对电机的控制下，电动缸能够随着冲击载荷的负载方向运动一定的距离，起到缓冲的作用，而不是电动缸的工作方式目前处于锁止状态，通过结构去承受所有的冲击载荷，导致电动缸零部件损坏。在工作时候因车型和工况的不同，每次对于每支电动缸所产生的冲击载荷不同，故每支电动缸的力矩、速度控制的大小也不同，这样就可以通过可编程控制器利用自适应算法对冲击载荷进行判定，并根据各工况下不同电动缸所受的冲击载荷，进行自适应的对力矩和速度进行控制,自适应算法涵盖目前主流的大多数算法，其所采用的最优准则有最小均方误差(LMS)准则，最小二乘(LS)准则、最大信噪比准则和统计检测准则等，从而控制电动缸伸出、缩回使得功率输出的效益最大化。电动缸是一种精度高、效率高、集成性高、可靠性更高、安全更好、环境适应性强、轻污染的电作动系统，电机通过同步带轮、齿轮、涡轮蜗杆等传动机构带动丝杠转动，具有配合灵活、安装容易，设定简单、使用方便，另外还具有强度高、可靠性高、寿命长、控制性能好、控制精度高、维护方便且成本低等特点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于伺服系统力矩控制的挖掘机用电动缸缓冲控制系统,其特征在于，包括可编程控制器、伺服系统、斗杆电动缸、铲斗电动缸、动臂电动缸、电控箱，所述伺服系统包括弱电电源输入模块模块、EMC滤波模块、DC-DC隔离电源模块、线性稳压电源模块、控制指令输入模块、软启动模块、主控单元模块、功率滤波输入滤波模块、逆变模块、电流采样控制模块、速度控制模块、直流电压采样模块、制动保护模块等组成，所述力矩控制通过自适应算法，在力矩控制同时进行速度限制，达到电动缸缓冲的增益效果。