CN116972035A - 工程机械以及流量匹配控制方法、装置、*** - Google Patents

工程机械以及流量匹配控制方法、装置、*** Download PDF

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CN116972035A CN202311119258.9A CN202311119258A CN116972035A CN 116972035 A CN116972035 A CN 116972035A CN 202311119258 A CN202311119258 A CN 202311119258A CN 116972035 A CN116972035 A CN 116972035A
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和进军
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Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，公开了工程机械以及流量匹配控制方法、装置、***。流量匹配控制方法包括：获取至少两个手柄的开度；至少两个手柄中的一个单独动作时，控制单独动作的手柄所对应的主阀处于全开状态，并基于单独动作的手柄的开度控制电机的转速。液压泵提供的流量即为流量匹配液压***所需的流量，虽然主油路仍然经过压力补偿器，但由于主阀一直处于全开状态，液压泵的输出流量小于主阀的理论通过流量，流量匹配液压***处于流量饱和状态，此时压力补偿器基本不起减压作用，主阀的压差损失小，相较于传统LS***减小了大量的节流损失，提高了能量利用率。

Description

工程机械以及流量匹配控制方法、装置、***
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及工程机械以及流量匹配控制方法、装置、***。
背景技术
随着技术的发展，工程起重机械朝着电动化和智能化发展的步伐进一步加快，对工程起重机械的性能要求和续航能力也不断提高。
目前，起重机采用负载敏感柱塞泵的纯液控***对流量进行匹配调节。具体地，通过操作手柄的开度，输出与之成比例的控制电流来控制多路阀的阀开口流量，使得液压动作执行机构执行相应动作。采用阀后补偿对主阀进行压力补偿，***压力损失较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种工程机械以及流量匹配控制方法、装置、***，以解决采用阀后补偿对主阀进行压力补偿造成***压力损失较大的问题。
第一方面，本发明提供了一种流量匹配控制方法，包括：获取至少两个手柄的开度；至少两个手柄中的一个单独动作时，控制单独动作的手柄所对应的主阀处于全开状态，并基于单独动作的手柄的开度控制电机的转速。
有益效果：液压泵提供的流量即为流量匹配液压***所需的流量，虽然主油路仍然经过压力补偿器，但由于主阀一直处于全开状态，液压泵的输出流量小于主阀的理论通过流量，流量匹配液压***处于流量饱和状态，此时压力补偿器基本不起减压作用，主阀的压差损失小，相较于传统LS***，减小了大量的节流损失，提高了能量利用率。
在一种可选的实施方式中，流量匹配控制方法还包括：至少两个手柄均动作时，在流量匹配液压***处于流量饱和状态下，基于每个手柄的开度、电机的理论输出转速和电机的最大输出转速控制手柄所对应的主阀的实际开度。
有益效果：根据用户对每个手柄的操作、电机的理论输出转速和电机的最大输出转速控制该手柄所对应的主阀的实际开度，此时分配到与该手柄所对应的主阀连通的执行元件的流量大小与负载无关，只与对应的主阀的开度有关，使得多个执行元件的流量匹配，进而保证各个执行元件可以准确动作，有效解决了采用阀前补偿情况下的流量匹配方案在流量饱和工况下流量往低负载一侧涌入导致另一执行机构不动作或动作迟缓的问题。
在一种可选的实施方式中，流量匹配控制方法还包括：至少两个手柄均动作时，在流量匹配液压***处于流量不饱和状态下，基于每个手柄的开度控制手柄所对应的主阀的实际开度。
有益效果：根据用户对手柄的操作控制该手柄所对应的主阀的实际开度，进而实现流量的供需匹配，与传统的负载敏感***相比，该控制方法以流量前馈替代了传统的利用长管道反馈压力的闭环控制，基本消除了泵阀之间的滞后响应，降低传统负载敏感***的能量损耗，提高***动态响应，使得液压***效率高、节能效果好。
在一种可选的实施方式中，流量匹配控制方法还包括：至少两个手柄均动作时，基于与至少两个主阀连通的液压泵的出口压力和目标压力的关系调整电机的实际输出转速，其中，至少两个主阀与至少两个手柄一一对应设置。
有益效果：液压泵的出口压力和目标压力的关系转换出电机的目标转速，然后控制电机的实际输出转速，使液压泵的出口压力逐渐逼近目标值，最终液压泵的输出压力随负载压力的变化而变化，从而提供***所需的基础流量。
在一种可选的实施方式中，获取目标压力的步骤包括：获取与至少两个主阀一一对应连通的至少两个执行元件的负载腔中的最大负载压力和节流口压降；基于最大负载压力和节流口压降计算目标压力。
有益效果：通过最大负载压力和节流口压降来得到目标压力，使得所得到的目标压力准确。
在一种可选的实施方式中，手柄的数量为两个且分别为变幅手柄和伸缩手柄；在获取至少两个手柄的开度的步骤中，获取变幅手柄的第一开度和伸缩手柄的第二开度，其中，第一开度为α1，第二开度为α2，在至少两个手柄均动作时的步骤中，α1≠0且α2≠0；在至少两个手柄均动作时步骤之后，流量匹配控制方法包括：判断理论输出转速是否大于最大输出转速；当理论输出转速大于最大输出转速时，确认流量匹配液压***处于流量饱和状态；当理论输出转速小于等于最大输出转速时，确认流量匹配液压***处于流量不饱和状态。
有益效果：通过理论输出转速和最大输出转速来判断流量匹配液压***的流量是否饱和，判断准确，进而根据流量是否饱和来控制流量匹配液压***中相应的部件，控制更为精准。
在一种可选的实施方式中，在判断理论输出转速是否大于最大输出转速的步骤之前，流量匹配控制方法还包括：基于第一开度计算变幅手柄所对应的变幅主阀的理论开度，并基于第二开度对应计算伸缩手柄所对应的伸缩主阀的理论开度；基于变幅主阀的理论开度、伸缩主阀的理论开度、先导控制油耗及泄漏油耗计算液压泵的理论输出流量；基于液压泵的理论输出流量和液压泵的排量计算电机的理论输出转速。
有益效果：通过第一开度、第二开度、先导控制油耗、泄漏油耗及液压泵的排量计算电机的理论输出转速，计算准确，进而提高控制精度。
第二方面，本发明还提供了一种流量匹配控制装置，用于执行上述的流量匹配控制方法，流量匹配控制装置包括：获取模块，用于获取至少两个手柄的开度；控制模块，用于至少两个手柄中的一个单独动作时，控制单独动作的手柄所对应的主阀处于全开状态，并基于单独动作的手柄的开度控制电机的转速。
第三方面，本发明还提供了一种流量匹配控制***，包括流量匹配液压***、手柄以及控制器，流量匹配液压***包括液压泵、主阀及电机，液压泵与主阀连通，电机与液压泵连接，控制器包括至少一个处理器以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行上述的流量匹配控制方法。
第四方面，本发明还提供了一种工程机械，包括上述的流量匹配控制***。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例的流量匹配控制方法的流程示意图；
图2示出了图1的流量匹配控制方法的具体流程示意图；
图3示出了本发明实施例的流量匹配控制***的简易液压原理示意图；
图4示出了图3的流量匹配控制***的变速油缸伸出及缩回的液压原理示意图；
图5示出了本发明实施例的流量匹配控制***的压力控制原理示意图；
图6示出了本发明实施例的流量匹配控制***的控制框图。
附图标记说明：
11、变幅手柄；12、变幅主阀；13、变幅油缸；15、变幅先导比例减压阀；16、变幅压力补偿阀；21、伸缩手柄；22、伸缩主阀；23、伸缩油缸；25、伸缩先导比例减压阀；26、伸缩压力补偿阀；31、减压阀；32、梭阀；40、电机；50、液压泵；60、控制器；71、第一压力传感器；72、第二压力传感器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图6，描述本发明的实施例。
根据本发明的实施例，一方面，提供了一种流量匹配控制方法，包括：
获取至少两个手柄的开度；其中，用户移动或旋转手柄，可以改变手柄的开度，手柄的开度是手柄行程的位移信号或角度信号，通过响应手柄的移动操作或旋转操作，可以确定手柄的开度，进而确定当下时刻操作手柄得到的手柄的开度，手柄的开度可以转化成电信号，然后将电信号传输到控制器60中；
至少两个手柄中的一个单独动作时，控制单独动作的手柄所对应的主阀处于全开状态，并基于单独动作的手柄的开度控制电机40的转速；其中，控制器60基于电信号控制电机40的转速。
应用本实施例的流量匹配控制方法，液压泵50提供的流量即为流量匹配液压***所需的流量，虽然主油路仍然经过压力补偿器，但由于主阀一直处于全开状态，液压泵50的输出流量小于主阀的理论通过流量，流量匹配液压***处于流量饱和状态，此时压力补偿器基本不起减压作用，主阀的压差损失小，相较于传统LS***，减小了大量的节流损失，提高了能量利用率。
需要说明的是，流量匹配液压***包括液压泵50、电机40、主阀、执行元件等，电机40与液压泵50连接，液压泵50与主阀连通，主阀与执行元件连通，电机40驱动液压泵50工作，液压泵50吸入油箱中的液压油并将液压油输送到主阀中，然后液压油流入执行元件中，执行元件执行相应的动作。
在本实施例中，流量匹配控制方法还包括：至少两个手柄均动作时，在流量匹配液压***处于流量饱和状态下，基于每个手柄的开度、电机40的理论输出转速和电机40的最大输出转速控制手柄所对应的主阀的实际开度。
根据用户对每个手柄的操作、电机40的理论输出转速和电机40的最大输出转速控制该手柄所对应的主阀的实际开度，此时分配到与该手柄所对应的主阀连通的执行元件的流量大小与负载无关，只与对应的主阀的开度有关，使得多个执行元件的流量匹配，进而保证各个执行元件可以准确动作，有效解决了采用阀前补偿情况下的流量匹配方案在流量饱和工况下流量往低负载一侧涌入导致另一执行机构不动作或动作迟缓的问题。与传统的负载敏感***相比，该控制方法实现流量的供需匹配且以流量前馈替代了传统的利用长管道反馈压力的闭环控制，基本消除了泵阀之间的滞后响应，降低传统负载敏感***的能量损耗，提高***动态响应，使得液压***效率高、节能效果好。
在本实施例中，流量匹配控制方法还包括：至少两个手柄均动作时，在流量匹配液压***处于流量不饱和状态下，基于每个手柄的开度控制手柄所对应的主阀的实际开度。根据用户对手柄的操作控制该手柄所对应的主阀的实际开度，进而实现流量的供需匹配，与传统的负载敏感***相比，该控制方法以流量前馈替代了传统的利用长管道反馈压力的闭环控制，基本消除了泵阀之间的滞后响应，降低传统负载敏感***的能量损耗，提高***动态响应，使得液压***效率高、节能效果好。
在本实施例中，流量匹配控制方法还包括：至少两个手柄均动作时，基于与至少两个主阀连通的液压泵50的出口压力和目标压力的关系调整电机40的实际输出转速。液压泵50的出口压力和目标压力的关系转换出电机40的目标转速，然后控制电机40的实际输出转速，使液压泵50的出口压力逐渐逼近目标值，最终液压泵50的输出压力随负载压力的变化而变化，从而提供***所需的基础流量。
在本实施例中，获取目标压力的步骤包括：
获取与至少两个主阀一一对应连通的至少两个执行元件的负载腔的最大负载压力和节流口压降，其中，至少两个主阀与至少两个手柄一一对应设置。负载压力通过压力传感器来获得，两个手柄为变幅手柄11和伸缩手柄21时，变幅主阀12和伸缩主阀22通过梭阀32的两个油口均连通，压力传感器与梭阀32的另外一个油口连通且用于检测变幅油缸13和伸缩油缸23中的负载压力较大的一个；
基于最大负载压力和节流口压降计算目标压力，即p′p＝pLmax+△p，其中，p′p为目标压力，pLmax为最大负载压力，△p为节流口压降。
通过最大负载压力和节流口压降来得到目标压力，使得所得到的目标压力准确。
需要说明的是，节流口压降为定值。
在本实施例中，在基于液压泵50的出口压力和目标压力的关系调整电机40的转速的步骤中，基于目标压力和液压泵50的出口压力的差值调整电机40的实际输出转速为目标转速。
将液压泵50的出口压力和目标压力进行对比并计算偏差，通过PID控制器60运算，输出信号转换变为电机40的目标转速值并传输至电机控制器中，由电机控制器控制电机40的实际输出转速，使液压泵50的出口压力逐渐逼近目标值，最终液压泵50的输出压力随负载压力的变化而变化，从而提供***所需的基础流量。
在本实施例中，手柄的数量为两个且分别为变幅手柄11和伸缩手柄21；在获取至少两个手柄的开度的步骤中，获取变幅手柄11的第一开度和伸缩手柄21的第二开度，其中，第一开度为α1，第二开度为α2，在至少两个手柄均动作时的步骤中，α1≠0且α2≠0；在至少两个手柄均动作时步骤之后，流量匹配控制方法包括：
判断理论输出转速是否大于最大输出转速；
当理论输出转速大于最大输出转速时，确认流量匹配液压***处于流量饱和状态；
当理论输出转速小于等于最大输出转速时，确认流量匹配液压***处于流量不饱和状态。
通过理论输出转速和最大输出转速来判断流量匹配液压***的流量是否饱和，判断准确，进而根据流量是否饱和来控制流量匹配液压***中相应的部件，控制更为精准。
在本实施例中，基于每个手柄的开度、电机40的理论输出转速和电机40的最大输出转速控制手柄所对应的主阀的实际开度的步骤包括：
变幅手柄11所对应的变幅主阀12的实际开度为变幅主阀12的理论开度与最大输出转速和理论输出转速比值的乘积，伸缩手柄21所对应的伸缩主阀22的实际开度为伸缩主阀22的理论开度与最大输出转速和理论输出转速比值的乘积，即X′1＝Xt1nmax/nt，X′2＝Xt2nmax/nt。值得说明的是，X′1为流量饱和时变幅主阀12的实际开度，X′2为流量饱和时伸缩主阀22的实际开度，nmax为电机40的最大输出转速，nt为电机40的理论输出转速。
根据每个手柄的开度计算对应的主阀的理论开度，通过各个主阀的理论开度、最大输出转速和理论输出转速计算出主阀的实际开度，此时分配到变幅油缸13、伸缩油缸23的流量大小与负载无关，只与变幅主阀12、伸缩主阀22的开度有关，实现了流量精准匹配，有效的提高了液压***的效率，进而保证变幅油缸13、伸缩油缸23可以准确动作，有效的解决了在流量饱和时变幅油缸13和伸缩油缸23中的一个动作、另一个不动作或动作迟缓的问题。
在本实施例中，基于每个手柄的开度控制手柄所对应的主阀的实际开度的步骤包括：
变幅手柄11所对应的变幅主阀12的实际开度为变幅主阀12的理论开度，伸缩手柄21所对应的伸缩主阀22的实际开度为伸缩主阀22的理论开度，即X1＝Xt1，X2＝Xt2。
若电机40的理论输出转速小于等于电机40的最大输出转速时，则液压***处于流量不饱和状态，在液压***处于流量不饱和状态时，变幅主阀12的实际开度即为理论开度，伸缩主阀22的实际开度即为理论开度，根据变幅主阀12的实际开度确定变幅主阀12所对应的变幅先导比例减压阀15的电流i1，根据伸缩主阀22的实际开度确定伸缩主阀22所对应的伸缩先导比例减压阀25的电流i2，最终通过控制先导油使变幅主阀12和伸缩主阀22打开，控制简便。其中，X1为流量不饱和时变幅主阀12的实际开度，X2为流量不饱和时伸缩主阀22的实际开度，nm为电机40的实际输出转速，i1＝f5(X1)，i2＝f6(X2)，i1为流量不饱和时输入到变幅先导比例减压阀15的电流，i2为流量不饱和时输入到伸缩先导比例减压阀25的电流。
需要说明的是，变幅主阀12与变幅油缸13连通，伸缩主阀22与伸缩油缸23连通，变幅油缸13用于驱动工程机械的变幅机构动作，伸缩油缸23用于驱动工程机械的伸缩机构动作。可以理解，执行元件也可以为马达。
可以理解，作为可替换的实施方式，手柄的数量也可以为三个以上，至少两个手柄可以相同，例如，两个手柄均为伸缩手柄21等。
需要说明的是，α1＝0时，变幅手柄11在中位，α1＞0时，变幅手柄11处于起幅开度，α1＜0时，变幅手柄11处于落幅开度。α2＝0时，伸缩手柄21在中位，α2≠0即α2＜0或α2＞0时，伸缩手柄21不在中位。α1≠0且α2≠0时，工程机械处于起幅伸缩复动工况或落幅伸缩复动工况，变幅机构处于起幅状态或落幅状态，伸缩机构处于伸缩状态。
在本实施例中，在判断理论输出转速是否大于最大输出转速的步骤之前，流量匹配控制方法还包括：
基于第一开度计算变幅手柄11所对应的变幅主阀12的理论开度，并基于第二开度对应计算伸缩手柄21所对应的伸缩主阀22的理论开度；其中，变幅主阀12的理论开度为Xt1，伸缩主阀22的理论开度Xt2，Xt1＝f1(α1)，即变幅主阀12的理论开度为Xt1与第一开度α1之间具有一定的映射关系，Xt2＝f2(α2)，即伸缩主阀22的理论开度Xt2与第一开度α2之间具有一定的映射关系；
基于变幅主阀12的理论开度、伸缩主阀22的理论开度、先导控制油耗及泄漏油耗计算液压泵50的理论输出流量；其中，先导控制油耗为Qpilot，泄漏油耗为Qleak，液压泵50的理论输出流量为Qtp，变幅主阀12的理论输出流量为Qt1，伸缩主阀22的理论输出流量为Qt2，Qtp＝Qt1+Qt2+Qpilot+Qleak＝f3(Xt1)+f4(Xt2)+Qpilot+Qleak，变幅主阀12的理论输出流量Qt1与变幅主阀12的理论开度Xt1之间具有一定的映射关系，伸缩主阀22的理论输出流量Qt2与伸缩主阀22的理论开度Xt2之间具有一定的映射关系；
基于液压泵50的理论输出流量和液压泵50的排量计算电机40的理论输出转速；其中，液压泵50的排量为Dp，电机40的理论输出转速为nt，nt＝Qtp/Dp。
通过第一开度、第二开度、先导控制油耗、泄漏油耗及液压泵50的排量计算电机40的理论输出转速，计算准确，进而提高控制精度。
需要说明的是，先导控制油耗及泄漏油耗是根据经验估算的。
在本实施例中，流量匹配控制方法还包括：基于主阀的实际开度控制主阀所对应的先导比例减压阀31的电流，以控制主阀打开。根据变幅主阀12的实际开度确定变幅主阀12所对应的变幅先导比例减压阀15的电流i1，根据伸缩主阀22的实际开度确定伸缩主阀22所对应的伸缩先导比例减压阀25的电流i2，最终通过控制先导油使变幅主阀12和伸缩主阀22打开，控制简便。
另外，在其他实施例中，也可以不设置变幅先导比例减压阀15和伸缩先导比例减压阀25，根据变幅主阀12的实际开度确定变幅主阀12的电流，根据伸缩主阀22的实际开度确定伸缩主阀22的电流，进而控制变幅主阀12和伸缩主阀22打开。
根据本发明的实施例，第二方面，还提供了一种流量匹配控制装置，用于执行上述的流量匹配控制方法，流量匹配控制装置包括：
获取模块，用于获取至少两个手柄的开度；
控制模块，用于至少两个手柄中的一个单独动作时，控制单独动作的手柄所对应的主阀处于全开状态，并基于单独动作的手柄的开度控制电机40的转速。
本发明实施例提供的流量匹配控制装置，用于执行上述实施例提供的流量匹配控制方法，其实现方式与原理相同，详细内容参见上述方法实施例的相关描述，不再赘述。
根据本发明的实施例，第三方面，还提供了一种流量匹配控制***，包括流量匹配液压***、手柄以及控制器60，流量匹配液压***包括液压泵50、主阀及电机40，液压泵50与主阀连通，电机40与液压泵50连接，控制器60包括至少一个处理器以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行上述的流量匹配控制方法。
通过流量匹配控制***实时检测变幅手柄11和伸缩手柄21的开度信号，控制器60实时根据手柄信号同步控制各联主阀的阀口的实际开度和永磁同步电机40的实际输出转速，以实现***流量精准匹配，提升了***效率，降低***能耗，提升续航能力，提高客户的使用经济性，满足环保需求。
在本实施例中，如图3和图4所示，流量匹配液压***还包括油箱、变幅油缸13及伸缩油缸23，手柄包括变幅手柄11和伸缩主阀22，主阀包括变幅主阀12和伸缩主阀22，液压泵50与电机40连接，控制器60与变幅手柄11、伸缩手柄21、电机40、变幅先导比例减压阀15、伸缩先导比例减压阀25电连接，变幅油缸13与变幅主阀12连通，伸缩油缸23与伸缩主阀22连通。电机40驱动液压泵50工作，液压泵50将机械能转化为液压能，液压泵50从油箱中吸入油液并形成液压油排出，然后输送到变幅先导比例减压阀15、伸缩先导比例减压阀25中，通过变幅先导比例减压阀15、伸缩先导比例减压阀25控制变幅主阀12和伸缩主阀22打开，进而控制变幅油缸13、伸缩油缸23动作。
具体地，流量匹配液压***还包括变幅压力补偿阀16、伸缩压力补偿阀26、减压阀31、梭阀32、第一压力传感器71及第二压力传感器72等等，变幅压力补偿阀16与液压泵50、变幅主阀12连通，伸缩压力补偿阀26与液压泵50、伸缩主阀22连通，减压阀31与液压泵50、变幅先导比例减压阀15、伸缩先导比例减压阀25连通，梭阀32与变幅主阀12、伸缩主阀22、变幅压力补偿阀16、伸缩压力补偿阀26连通，第一压力传感器71与液压泵50的出油口连通，第二压力传感器72与梭阀32的一个油口连通。液压泵50为定量泵等，定量泵为齿轮泵等。
在本实施例中，控制器60包括PID转速控制器，将液压泵50的实际输出流量和液压泵50的理论输出流量通过PID转速控制器运算，输出信号转变为电机40的目标转速信号并传输给电机控制器，电机控制器控制电机40的输出转速，使得定量泵的出口压力逐渐逼近目标值。电机40为永磁同步电机等。
在本实施例中，处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
在本实施例中，存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的控制方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的控制方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
根据本发明的实施例，第四方面，还提供了一种工程机械，包括上述的流量匹配控制***。
在本实施例中，如图3和图4所示，工程机械为起重机，起重机包括变幅手柄11、伸缩手柄21、电机40、变幅机构、伸缩机构、变幅油缸13、伸缩油缸23、变幅主阀12、伸缩主阀22、电机40、液压泵50等等。起重机具有单动落幅工况、单动起幅工况、单动伸缩工况、起幅伸缩复动工况及落幅伸缩复动工况。具体地，变幅手柄11、伸缩手柄21分别为电控变幅手柄、电控伸缩手柄。
变幅机构、伸缩机构单独动作时，采用变转速泵控方式，伸缩油缸或变幅油缸伸出时所对应的手柄的开度α大于0且小于等于αmax，即0＜α≤αmax，缩回时所对应的手柄的开度α小于0且大于等于-αmax，即-αmax≤α＜0，手柄的开度范围对应电机40的转速n的范围大于等于nmin且小于等于nmax，即nmin≤n≤nmax，进而给定电机40相应的转速值，同时控制器60根据手柄的开度方向判断液压缸处于伸出还是缩回状态，进而给定主阀最大开度信号以及开度方向信号，使其阀口全开。变幅机构或伸缩机构单独动作时，流量匹配控制***的控制框图如图4所示。其中，nmin为电机40的最小输出转速。
采用变转速泵控方式，液压泵50提供的流量即为***所需的流量，虽然主油路仍然经过压力补偿器，但由于主阀一直处于全开状态，液压泵50的输出流量小于主阀的理论通过流量，***处于流量饱和状态，此时压力补偿器基本不起减压作用，主阀压差损失小，相较于传统LS***，减小了大量的节流损失，提高了能量利用率。
变幅机构和伸缩机构复合动作时，采用电机泵组控制方式，通过液压泵的出口压力及负载压力反馈来控制电机40的转速，进而通过闭环控制来保证电机泵组提供***所需的基础流量，其控制的原理为：第一压力传感器71检测液压泵50的出口压力pp以及第二压力传感器72检测变幅油缸和伸缩油缸中的负载腔的最大负载压力pLmax，并将压力信号传输至控制器60中，控制器60将最大负载压力加上节流口压降△p作为目标信号与液压泵50的出口压力反馈信号进行对比并计算偏差，通过PID控制器运算，输出信号转换变为电机40的目标转速值并传输至电机控制器中，由电机控制器控制电机的输出转速，使液压泵的出口压力逐渐逼近目标值，最终保证定量泵输出压力随负载压力的变化而变化，从而提供***所需的基础流量。变幅机构和伸缩机构复合动作时，流量匹配控制***的控制框图如图5所示。
变幅机构和伸缩机构复合动作时，采用液控主阀控制方式，液控主阀根据定量泵流量饱和状态进行调控，其控制框图如图2和图6所示。当检测到变幅手柄11和伸缩手柄21均不在中位时，此时起重机处于复合动作工况，电控变幅手柄、电控伸缩手柄分别将其开度α1、α2转化成电信号并传输到控制器60中，控制器60根据电信号大小计算出变幅主阀12、伸缩主阀22的理论开度Xt1、Xt2，进而得到通过变幅主阀12、伸缩主阀22的理论输出流量Qt1、Qt2，再加上先导控制油耗Qpilot和泄漏油耗Qleak，最终匹配得到液压泵50所需要提供的理论输出流量Qtp，由于液压泵50的排量Dp一定，即可计算电机40的理论输出转速nt。将电机40的理论输出转速nt与电机40所能输出的最大输出转速nmax进行对比，若理论输出转速nt小于等于电机40的最大输出转速nmax时，***处于流量不饱和状态，变幅主阀12的实际开度等于变幅主阀12的理论开度，伸缩主阀22的实际开度等于伸缩主阀22的理论开度；若理论输出转速nt大于最大输出转速nmax，则***处于流量饱和状态，电机40的实际输出转速nm一直保持为最大输出转速nmax，变幅主阀12的实际开度X′1为变幅主阀12的理论开度Xt1与电机的最大输出转速和理论转速比值的乘积，伸缩主阀22的实际开度X′2为伸缩主阀22的理论开度Xt2与电机的最大输出转速和理论转速比值的乘积，电机40的最大输出转速和理论转速比值为nmax/nt，此时分配到变幅油缸13和伸缩油缸23的流量大小与负载无关，只与变幅主阀12、伸缩主阀22的实际开度X′1、X′2有关，按照比例降低各个负载所需的流量，从而有效避免了流量饱和时油液优先流入小负载执行机构的问题，根据变幅主阀12、伸缩主阀22的实际开度X′1、X′2进而给定变幅先导比例减压阀15、伸缩先导比例减压阀25相应的电流信号i′1、i′2，最终通过控制先导油压使变幅主阀12、伸缩主阀22打开。
其中，i′1为流量饱和时输入到变幅先导比例减压阀15的电流，i′2为流量饱和时输入到伸缩先导比例减压阀25的电流，i′1＝f5(X′1)，i′2＝f6(X′2)。
上述流量匹配控制***将负载敏感***与阀前补偿方案相结合，有效降低***压损，且妥善的解决了阀前补偿带来的流量分配不均问题；采用泵阀复合控制方式，在单动作时采用纯泵控方式，使***流量需求完全与电机转速匹配，尽最大可能减少能量损失，在复合动作时采用泵阀复合控制方式，牺牲一部分节能特性来充分满足***操纵性、微动性。
可以理解，工程机械也可以为挖掘机、旋挖钻机等等。
需要说明的是，图5和图6中虚线矩形框所指的是控制器。
根据本发明的实施例，第五方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述的方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
从以上的描述中，可以看出，本发明的上述的实施例实现了如下技术效果：
在流量匹配控制***采用电控负载敏感方式，降低传统负载敏感***的能量损耗，提高***动态响应。流量匹配控制***通过检测变幅手柄11和伸缩手柄21的开度信号，控制器60实时根据手柄信号同步控制各联主阀的阀口的实际开度和永磁同步电机的实际输出转速，以满足***负载的供需匹配。其中，主阀开度的调节是通过给定先导比例减压阀电信号而间接控制的。对比传统负载敏感***，起重机的电控负载敏感***以电信号的压力反馈替代了负载敏感泵的LS反馈，可从源头对驱动机构进行调节，降低能耗。另外，该***采用阀前补偿的泵阀复合控制方式，有效提升控制性能且降低***损失。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种流量匹配控制方法，其特征在于，包括：
获取至少两个手柄的开度；
所述至少两个手柄中的一个单独动作时，控制单独动作的所述手柄所对应的主阀处于全开状态，并基于单独动作的所述手柄的开度控制电机的转速。
2.根据权利要求1所述的流量匹配控制方法，其特征在于，所述流量匹配控制方法还包括：
所述至少两个手柄均动作时，在流量匹配液压***处于流量饱和状态下，基于每个所述手柄的开度、电机的理论输出转速和所述电机的最大输出转速控制所述手柄所对应的主阀的实际开度。
3.根据权利要求2所述的流量匹配控制方法，其特征在于，所述流量匹配控制方法还包括：
所述至少两个手柄均动作时，在流量匹配液压***处于流量不饱和状态下，基于每个所述手柄的开度控制所述手柄所对应的主阀的实际开度。
4.根据权利要求3所述的流量匹配控制方法，其特征在于，所述流量匹配控制方法还包括：
所述至少两个手柄均动作时，基于与至少两个主阀连通的液压泵的出口压力和目标压力的关系调整所述电机的实际输出转速，其中，所述至少两个主阀与所述至少两个手柄一一对应设置。
5.根据权利要求4所述的流量匹配控制方法，其特征在于，获取所述目标压力的步骤包括：
获取与所述至少两个主阀一一对应连通的至少两个执行元件的负载腔中的最大负载压力和节流口压降；
基于所述最大负载压力和节流口压降计算所述目标压力。
6.根据权利要求3所述的流量匹配控制方法，其特征在于，所述手柄的数量为两个且分别为变幅手柄和伸缩手柄；
在获取至少两个手柄的开度的步骤中，获取所述变幅手柄的第一开度和所述伸缩手柄的第二开度，其中，所述第一开度为α1，所述第二开度为α2，
在所述至少两个手柄均动作时的步骤中，α1≠0且α2≠0；
在所述至少两个手柄均动作时步骤之后，所述流量匹配控制方法包括：
判断所述理论输出转速是否大于所述最大输出转速；
当所述理论输出转速大于所述最大输出转速时，确认所述流量匹配液压***处于流量饱和状态；
当所述理论输出转速小于等于所述最大输出转速时，确认所述流量匹配液压***处于流量不饱和状态。
7.根据权利要求6所述的流量匹配控制方法，其特征在于，在判断所述理论输出转速是否大于所述最大输出转速的步骤之前，所述流量匹配控制方法还包括：
基于所述第一开度计算所述变幅手柄所对应的变幅主阀的理论开度，并基于所述第二开度对应计算所述伸缩手柄所对应的伸缩主阀的理论开度；
基于所述变幅主阀的理论开度、所述伸缩主阀的理论开度、先导控制油耗及泄漏油耗计算液压泵的理论输出流量；
基于所述液压泵的理论输出流量和所述液压泵的排量计算所述电机的理论输出转速。
8.一种流量匹配控制装置，其特征在于，用于执行权利要求1所述的流量匹配控制方法，所述流量匹配控制装置包括：
获取模块，用于获取至少两个手柄的开度；
控制模块，用于所述至少两个手柄中的一个单独动作时，控制单独动作的所述手柄所对应的主阀处于全开状态，并基于单独动作的所述手柄的开度控制电机的转速。
9.一种流量匹配控制***，其特征在于，包括流量匹配液压***、手柄以及控制器(60)，所述流量匹配液压***包括液压泵(50)、主阀及电机(40)，所述液压泵(50)与所述主阀连通，所述电机(40)与所述液压泵(50)连接，所述控制器(60)包括至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-7中任一项所述的流量匹配控制方法。
10.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求9所述的流量匹配控制***。
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