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  小型挖掘机的控制算法设计


  当小型挖掘机控制器采集到油门挡位旋钮发出的挡位信号后,通过计算得出新挡位所对应的发动机转速,然后再与控制器采集的发动机实际转速进行比较,计算出实际转速与目标转速的差值,然后根据控制器所设定的控制算法通过执行元件对发动机的油门调节杆进行调节,使发动机的转速达到目标转速。


  目前对小型挖掘机发动机转速的控制方式主要有模糊控制、PID控制和神经网络控制3种方式,其中以模糊控制和PID控制应用最为普遍。
小型挖掘机的控制算法设计

  ①小型挖掘机模糊控制。


  在应用中,模糊控制是以人对被控系统的控制经验设计控制器,特别适合那些难以建模或无法建模的被控对象。其优点在于:


  a.控制系统的设计不要求知道被控对象的精确数学模型,只需要提供现场操作人员的经验知识及操作数据;


  b小型挖掘机.控制系统的鲁棒性强,适用于解决常规控制难于解决的非线性、时变及大滞后系统。由于模糊控制的重点不是研究被控对象的性质和工作过程,而是研究控制的行为和功能并进行
小型挖掘机的控制算法设计

  模拟和实现,所以模糊智能控制适用于复杂情况下的控制,并可使控制的实现过程简单化。但是模糊控制系统设计中往往包含相当多的经验成分,这使得模糊控制系统的性能在很大程度上取决于设计者的经验与实际情况的符合程度。由于经验因人而异以及知识获取困难,使得模糊控制的适应能力有限。


  根据模糊控制理论原理,将小型挖掘机发动机转速与目标转速调整的差值进行模糊控制,然后根据不同的差值,依照经验输出不同的PWM占空比信号控制执行元件来调节发动机的转速,但是当实际转速和目标转差值较小时,发动机转速易出现转速超过或低于目标转速的情况。
小型挖掘机的控制算法设计

  ②小型挖掘机PID控制。


  PID控制是比例积分微分控制的简称,PID算法以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。即当不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。


  根据PID算法计算出实时的PWM占空比的值,然后输出实时的PWM占空比信号来控制执行元件来使发动机转速向目标转速调整。在转速偏差较小时,采用PID算法的控制器能够使小型挖掘机发动机转速向目标转速调整,但当转速偏差比较大时,就会出现转速调整时间较长的情况。


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