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摘要
针对负流量挖掘机执行机构响应速度慢以及分工况控制能量利用率低的问题，提出了一种电控正流量挖掘机的分阶段控制策略。将挖掘机的一个作业循环分为4个阶段：挖掘阶段、满载返回阶段、卸载阶段和空载返回阶段。基于AMESim和Simulink软件搭建了电控正流量挖掘机联合仿真模型，其液压系统采用分层控制方法。其中，上层控制器根据电控手柄信号计算得到挖掘机执行机构的流量需求，并通过判断执行机构的状态来判断挖掘机的作业阶段，从而确定发动机的基速。下层控制器接收来自上层控制器的发动机基速，并采集挖掘机主供油泵的压力信号，利用模糊控制算法对发动机的转速进行修正，以得到发动机的期望转速；同时采用滑模PID (proportionalintegral-derivative，比例-积分-微分)控制来稳定发动机的工作转速。最后，通过联合仿真和实车实验来验证所提出的控制策略的有效性。仿真结果表明：在正流量挖掘机的一个作业循环内，发动机的转速能稳定在期望转速附近，其油耗为192～220 g/(kW·h)。实验结果表明：相较于分工况控制，分阶段控制在挖掘机一个作业循环内的各个阶段均能保证发动机在经济油耗区工作。所提出的方法为电控正流量挖掘机的控制研究提供了新方向和参考。
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单位武汉理工大学; 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室
