本發(fā)明涉及一種輪式攤鋪機(jī)行走系統(tǒng)及其控制方法，屬于工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在輪式攤鋪機(jī)的行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過(guò)速比的增大，改善了攤鋪檔的行走負(fù)載能力，然而，在具有高負(fù)載能力的同時(shí)，攤鋪檔的速度又要盡可能的提高，以滿足攤鋪性能和機(jī)器性能，從而提高機(jī)器的適用性和競(jìng)爭(zhēng)力。施工過(guò)程是一個(gè)外界負(fù)載不斷變化的過(guò)程，在遇到料堆高低變化、料車進(jìn)退變化等情況時(shí)，機(jī)器若能始終保證恒速前進(jìn)，這就能大大改善施工平整度和密實(shí)均勻性效果。

現(xiàn)有的技術(shù)方案為簡(jiǎn)單的行走系統(tǒng)控制方法即電位器值和泵電流值之間的單一對(duì)應(yīng)關(guān)系。存在驅(qū)動(dòng)力不足的隱患，無(wú)法滿足攤鋪檔和行駛檔的最大速度要求；用戶使用過(guò)程中需要根據(jù)外界的負(fù)載變化，人為調(diào)節(jié)電位器值來(lái)控制車速；當(dāng)阻力很大時(shí)，并不是電位器調(diào)節(jié)到最大時(shí)產(chǎn)生最大扭矩，而是在拐點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)最大扭矩，這點(diǎn)不符合攤鋪機(jī)的操作思維，人為操作起來(lái)有難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種輪式攤鋪機(jī)行走系統(tǒng)及其控制方法，提出了恒速和扭矩自適應(yīng)控制方法，很好的實(shí)現(xiàn)了行走控制過(guò)程；滿足了在整個(gè)電位器輸入變量的調(diào)節(jié)區(qū)間內(nèi)，泵的排量要從小到大變化，而且馬達(dá)的排量在合適的時(shí)機(jī)從大往小變化，以滿足攤鋪檔和行駛檔的最大速度要求；在控制過(guò)程中，電位器的輸入值要對(duì)應(yīng)泵的電流值（泵排量）、馬達(dá)的電流值（馬達(dá)排量）、行走速度值、扭矩變化規(guī)律等一系列變量，通過(guò)該技術(shù)研究，為輪式攤鋪機(jī)行走控制等此類技術(shù)積累了大量經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種輪式攤鋪機(jī)行走系統(tǒng)，包括主控制器，其特征是，所述的主控制器分別與電位器、行走泵和行走馬達(dá)相連接，所述的電位器包括手動(dòng)調(diào)速電位器和腳踏調(diào)速電位器，所述的手動(dòng)調(diào)速電位器與攤鋪檔相連接，所述的腳踏調(diào)速電位器與行駛檔相連接。

進(jìn)一步地，所述的行走泵和行走馬達(dá)之間設(shè)有比例電磁閥，所述的比例電磁閥與所述的主控制器相連接。

進(jìn)一步地，所述的主控制器通過(guò)行走馬達(dá)電磁閥與所述的行走馬達(dá)相連接。

進(jìn)一步地，所述的主控制器與柴油機(jī)控制器相連接，所述的柴油機(jī)控制器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)與行走泵相連接。

進(jìn)一步地，所述的主控制器與柴油機(jī)控制器相連接，所述的柴油機(jī)控制器與油門(mén)電位器相連接，所述的油門(mén)電位器與所述的主控制器相連接。

進(jìn)一步地，所述的主控制器與柴油機(jī)控制器之間通過(guò)can總線相連接。

進(jìn)一步地，所述的主控制器與顯示器通過(guò)can總線相連接。

本發(fā)明還提供了一種輪式攤鋪機(jī)行走系統(tǒng)的控制方法，其特征是，根據(jù)輸入與輸出的關(guān)系，使電位器輸入值0.5v~4.5v對(duì)應(yīng)速度最小值~速度最大值，泵和馬達(dá)的電流根據(jù)需要的速度值自行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過(guò)程包括以下步驟：

（1）控制器判斷當(dāng)前泵和馬達(dá)的電流值狀況，調(diào)節(jié)完成后再記錄下當(dāng)前泵和馬達(dá)的電流值狀態(tài)；

（2）速度從小往大增加時(shí)，先調(diào)節(jié)泵的電流由小變大，然后保持，再調(diào)節(jié)馬達(dá)的電流由小到大；

（3）速度從大往小減小時(shí)，先調(diào)節(jié)馬達(dá)的電流減小，再調(diào)節(jié)泵的電流減小。

進(jìn)一步地，所述泵和馬達(dá)電流的調(diào)節(jié)的具體過(guò)程為：

（1）進(jìn)入速度閉環(huán)狀態(tài)，電位器的最小值到最大值對(duì)應(yīng)速度的最小值到最大值，最小值與最大值均需標(biāo)定；

（2）旋轉(zhuǎn)電位器，增加速度到v，pid控制，泵的電流從小往大增加，到最大時(shí)仍然達(dá)不到設(shè)定速度，馬達(dá)電流再?gòu)男⊥笤黾樱?/p>

（3）泵和馬達(dá)電流均最大時(shí)，如果v實(shí)≥v設(shè)，則旋轉(zhuǎn)電位器，減小速度到v，pid控制，先維持泵電流不變，減小馬達(dá)電流，馬達(dá)電流若為0，再減小泵電流，等待新電位器值；

（4）如果v實(shí)<v設(shè)，且沒(méi)有超出偏差死區(qū)2m/min，則維持泵和馬達(dá)最大電流，等待新電位器值；

（5）如果超出偏差死區(qū)2m/min，但柴油機(jī)轉(zhuǎn)速≤1900rpm，則默認(rèn)用戶不需要進(jìn)入扭矩自適應(yīng)模式，維持泵和馬達(dá)電流，等待新電位器值；同時(shí)顯示器給出提示“請(qǐng)?zhí)岣甙l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以獲得更大驅(qū)動(dòng)力”；

（6）如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速>1900rpm，攤鋪機(jī)處于前進(jìn)狀態(tài)，進(jìn)入扭矩自適應(yīng)模式；當(dāng)外界負(fù)載很大時(shí)，用戶設(shè)定不進(jìn)入扭矩自適應(yīng)模式，用戶通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)電位器來(lái)找到一個(gè)平衡點(diǎn)；

（7）進(jìn)入扭矩自適應(yīng)模式后，泵電流維持最大，馬達(dá)電流逐漸減小到0，以獲得最大的前進(jìn)動(dòng)力；顯示器出現(xiàn)最大扭矩提示信息“已自動(dòng)進(jìn)入最大扭矩模式，調(diào)小電位器值將退出該狀態(tài)”；

（8）如果電位器值改變，且v實(shí)<v設(shè)，v設(shè)—v實(shí)≤2m/min，或v實(shí)≥v設(shè)，則進(jìn)入正常速度閉環(huán)狀態(tài)；如果v設(shè)—v實(shí)>2m/min，則維持該狀態(tài)。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

通過(guò)調(diào)節(jié)電位器的輸入值與對(duì)應(yīng)泵的電流值（泵排量）、馬達(dá)的電流值（馬達(dá)排量）、行走速度值、扭矩變化規(guī)律等一系列變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，滿足了攤鋪檔和行駛檔的最大速度要求；施工過(guò)程就是一個(gè)外界負(fù)載不斷變化的過(guò)程，在遇到料堆高低變化、料車進(jìn)退變化等情況時(shí)，機(jī)器能始終保證恒速前進(jìn)，這能大大改善施工平整度和密實(shí)均勻性效果。通過(guò)該技術(shù)研究，為輪式攤鋪機(jī)行走控制等此類技術(shù)積累了大量經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)，并且該技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)成為輪式攤鋪機(jī)的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種輪式攤鋪機(jī)行走系統(tǒng)的原理框圖；

圖2是本發(fā)明輸入輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；

圖3是本發(fā)明閉環(huán)調(diào)節(jié)的流程圖；

圖4是本發(fā)明扭矩自適應(yīng)調(diào)節(jié)的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，一種輪式攤鋪機(jī)行走系統(tǒng)，包括主控制器，所述的主控制器分別與電位器、行走泵和行走馬達(dá)相連接，所述的電位器包括手動(dòng)調(diào)速電位器和腳踏調(diào)速電位器，所述的手動(dòng)調(diào)速電位器與攤鋪檔相連接，所述的腳踏調(diào)速電位器與行駛檔相連接。所述的行走泵和行走馬達(dá)之間設(shè)有比例電磁閥，所述的比例電磁閥與所述的主控制器相連接。所述的主控制器通過(guò)行走馬達(dá)電磁閥與所述的行走馬達(dá)相連接。所述的主控制器與柴油機(jī)控制器相連接，所述的柴油機(jī)控制器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)與行走泵相連接。所述的主控制器與柴油機(jī)控制器之間通過(guò)can總線相連接，所述的柴油機(jī)控制器與油門(mén)電位器相連接，所述的油門(mén)電位器與所述的主控制器相連接。所述的主控制器與顯示器通過(guò)can總線相連接。

整個(gè)控制過(guò)程只有一個(gè)輸入變量，對(duì)于攤鋪檔而言，是手動(dòng)調(diào)速電位器（電阻性），對(duì)于行駛檔而言，是腳踏調(diào)速電位器（霍爾性）；輸出變量有三種，一是泵的電流，二是馬達(dá)電流，三是行走速度；其中泵排量和馬達(dá)排量由于無(wú)法電氣檢測(cè)，默認(rèn)其與對(duì)應(yīng)電流值線性相關(guān)；泵的全比例調(diào)節(jié)區(qū)間加上馬達(dá)的全比例調(diào)節(jié)區(qū)間對(duì)應(yīng)輸入全區(qū)間，也正好對(duì)應(yīng)速度全輸出區(qū)間；對(duì)于圖中拐點(diǎn)t，是泵和馬達(dá)的控制交接區(qū)，根據(jù)每臺(tái)車的個(gè)體差異，必然存在死區(qū)；實(shí)時(shí)扭矩與電位器的輸入關(guān)系有點(diǎn)特殊，在一般情況下，最大扭矩點(diǎn)的出現(xiàn)并不是在電位器的最大值端，而是在中間過(guò)渡點(diǎn)上，如圖2所示。

本發(fā)明還提供了一種輪式攤鋪機(jī)行走系統(tǒng)的控制方法，根據(jù)輸入與輸出的關(guān)系，使電位器輸入值0.5v~4.5v對(duì)應(yīng)速度最小值~速度最大值，泵和馬達(dá)的電流根據(jù)需要的速度值自行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過(guò)程包括以下步驟：

（1）控制器判斷當(dāng)前泵和馬達(dá)的電流值狀況，調(diào)節(jié)完成后再記錄下當(dāng)前泵和馬達(dá)的電流值狀態(tài)；

（2）速度從小往大增加時(shí)，先調(diào)節(jié)泵的電流由小變大，然后保持，再調(diào)節(jié)馬達(dá)的電流由小到大；

（3）速度從大往小減小時(shí)，先調(diào)節(jié)馬達(dá)的電流減小，再調(diào)節(jié)泵的電流減小。

速度變化前后，控制器需要判斷當(dāng)前泵和馬達(dá)的電流值狀況，調(diào)節(jié)完成后再記錄下當(dāng)前泵和馬達(dá)的電流值狀態(tài)。

因此，該控制策略不需人為確定電流控制拐點(diǎn)，而是需人為確定最大速度（即hz數(shù)），其優(yōu)點(diǎn)就是恒速控制，在允許的負(fù)載范圍內(nèi)，車速恒定。

如圖3和圖4所示，所述泵和馬達(dá)電流的調(diào)節(jié)的具體過(guò)程為：

（1）進(jìn)入速度閉環(huán)狀態(tài)，電位器的最小值到最大值對(duì)應(yīng)速度的最小值到最大值，最小值與最大值均需標(biāo)定；

（2）旋轉(zhuǎn)電位器，增加速度到v，pid控制，泵的電流從小往大增加，到最大時(shí)仍然達(dá)不到設(shè)定速度，馬達(dá)電流再?gòu)男⊥笤黾樱?/p>

（3）泵和馬達(dá)電流均最大時(shí)，如果v實(shí)≥v設(shè)，則旋轉(zhuǎn)電位器，減小速度到v，pid控制，先維持泵電流不變，減小馬達(dá)電流，馬達(dá)電流若為0，再減小泵電流，等待新電位器值；

（4）如果v實(shí)<v設(shè)，且沒(méi)有超出偏差死區(qū)2m/min，則維持泵和馬達(dá)最大電流，等待新電位器值；

（5）如果超出偏差死區(qū)2m/min，但柴油機(jī)轉(zhuǎn)速≤1900rpm，則默認(rèn)用戶不需要進(jìn)入扭矩自適應(yīng)模式，維持泵和馬達(dá)電流，等待新電位器值；同時(shí)顯示器給出提示“請(qǐng)?zhí)岣甙l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以獲得更大驅(qū)動(dòng)力”；

（6）如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速>1900rpm，攤鋪機(jī)處于前進(jìn)狀態(tài)，進(jìn)入扭矩自適應(yīng)模式；當(dāng)外界負(fù)載很大時(shí)，用戶設(shè)定不進(jìn)入扭矩自適應(yīng)模式，用戶通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)電位器來(lái)找到一個(gè)平衡點(diǎn)；

（7）進(jìn)入扭矩自適應(yīng)模式后，泵電流維持最大，馬達(dá)電流逐漸減小到0，以獲得最大的前進(jìn)動(dòng)力；顯示器出現(xiàn)最大扭矩提示信息“已自動(dòng)進(jìn)入最大扭矩模式，調(diào)小電位器值將退出該狀態(tài)”；

（8）如果電位器值改變，且v實(shí)<v設(shè)，v設(shè)—v實(shí)≤2m/min，或v實(shí)≥v設(shè)，則進(jìn)入正常速度閉環(huán)狀態(tài)；如果v設(shè)—v實(shí)>2m/min，則維持該狀態(tài)。

綜上所述：

1）在實(shí)際操作過(guò)程中，如果最大速度達(dá)不到要求，則需先增大馬達(dá)的最大電流值，如果增大后效果不明顯，則再增大泵的最大電流值(電流增加值不能超過(guò)50ma)。如果前者控制時(shí)電流拐點(diǎn)處死區(qū)太大或后者控制時(shí)某速度點(diǎn)的調(diào)節(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則需增大馬達(dá)的最小電流，反之電流拐點(diǎn)處有沖擊，則需減小馬達(dá)的最小電流；

2）以上分析過(guò)程默認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)恒定在2000rpm左右，因此在速度閉環(huán)情況下，才可能在任一位置自動(dòng)進(jìn)入扭矩自適應(yīng)模式；如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1900rpm以下，則默認(rèn)用戶不需要最大扭矩，此時(shí)不會(huì)進(jìn)入扭矩自適應(yīng)模式，按正常的速度閉環(huán)處理。

在上面的描述中，該控制策略稱之為速度閉環(huán)控制（簡(jiǎn)稱閉環(huán)）；控制流程圖默認(rèn)以前進(jìn)狀態(tài)為例，對(duì)于每個(gè)檔位，前進(jìn)和后退狀態(tài)的控制完全一樣，只是一個(gè)控制前進(jìn)閥，一個(gè)控制后退閥；閉環(huán)情況下，當(dāng)外界負(fù)載很大時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電流自動(dòng)調(diào)整扭矩輸出，直到達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)（指當(dāng)前工況所能達(dá)到的最大速度）或最大扭矩，當(dāng)然這個(gè)過(guò)程需在發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速2000rpm時(shí)進(jìn)行。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。