李玉玲 趙云峰 金忠 蔡登勝

摘要? ? 廣西柳工機(jī)械股份有限公司某款履帶式甘蔗收獲機(jī)樣機(jī)在直線行走測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)“跑偏”問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，本文采用了小量糾偏法來(lái)控制行走電比例閥輸出電流進(jìn)而控制變量馬達(dá)的排量。該方法將該款機(jī)型直線行走誤差控制在糾偏前誤差的±25%，糾偏效果良好，滿足客戶需求。

關(guān)鍵詞? ? 甘蔗收獲機(jī);履帶;自動(dòng)糾偏;小量糾偏法

中圖分類號(hào)? ? S225.53? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2020）14-0154-01

Abstract? ? A prototype of Guangxi Liugong Machinery Co.， Ltd. crawler sugarcane harvester had a problem of "deviation" during the straight-line test. In order to solve this problem， this paper used small amount of correction method to control the output current of the walking electric proportional valve and then control the displacement of the variable motor. This method controlled the linear travel error of this model to ±25% of the error before correction. Correction effect was good， could meet customers′ needs.

Key words? ? sugarcane harvester; crawler; automatic deviation correction; small amount of correction method

1? ? 引起履帶機(jī)械跑偏的主要原因

目前，履帶式車輛如履帶式起重機(jī)、履帶式挖掘機(jī)行走跑偏主要有4個(gè)原因。一是內(nèi)泄。馬達(dá)內(nèi)泄量大，造成前進(jìn)后退都跑偏;比例閥內(nèi)泄量大，兩側(cè)液壓不一致，造成前進(jìn)后退都跑偏;制動(dòng)閥內(nèi)泄量大;閥門被雜物堵塞容易造成閥芯動(dòng)作不到位，閥口開(kāi)度小于目標(biāo)值，液壓油量小，容易造成單方向偏移，且大油門時(shí)壓力和流量損失大，跑偏嚴(yán)重[1];二是兩側(cè)履帶板接觸的土壤面積、松實(shí)度、干濕度不同，造成兩側(cè)滑轉(zhuǎn)率不同，也會(huì)發(fā)生跑偏[2]。三是履帶零部件磨損、變形及調(diào)整間隙變大[3]，使2條履帶不平行而跑偏[4]。四是制造質(zhì)量、閥電磁鐵本身固有的非線性因素[5]。可按照?qǐng)D1進(jìn)行故障排查。按照上圖排查跑偏原因后，該款樣機(jī)在直線行走測(cè)試過(guò)程中仍然存在跑偏現(xiàn)象。

2? ? 當(dāng)前履帶機(jī)械跑偏控制的方法

2.1? ? PID法

最為主要也是最常見(jiàn)的解決方法就是PID法[5]，該方法以其三部分糾正算法命名，即比例、積分和微分控制。PID控制原理見(jiàn)圖2，是基于反饋的概念以減小不確定性，主要包括測(cè)量、比較和執(zhí)行。它將設(shè)定信號(hào)小于實(shí)際反饋信號(hào)的差值的比例、積分、微分通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，作用于被控對(duì)象[4，6]。在設(shè)計(jì)時(shí)不需要知道被控對(duì)象的具體模型，PID參數(shù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)的方式整定。該方法主要用于泵排量減緩，從當(dāng)前排量減去調(diào)節(jié)量。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、算法成熟、易于應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中往往需要反復(fù)調(diào)整參數(shù)，試驗(yàn)周期長(zhǎng)。

其中，給定值r（t）與實(shí)際輸出值y（t）構(gòu)成的控制偏差e（t）=r（t）-y（t）中的比例、積分和微分通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。

2.2? ? 小量糾偏法

該方法的工作原理就是在控制器的每一個(gè)運(yùn)行周期對(duì)電比例閥進(jìn)行一次小量糾偏，經(jīng)過(guò)幾個(gè)控制器運(yùn)行周期，短時(shí)間內(nèi)電比例閥電流值可以快速達(dá)到左右兩側(cè)電流平衡;或保持因制造等固有因素而導(dǎo)致的左右兩側(cè)電流差（圖3）。由于每次糾偏的量很小，因而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)調(diào)與震蕩[6]。該方法可用于電比例閥電流的增大或減小，優(yōu)點(diǎn)是糾偏量小、效果穩(wěn)定、簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是要求控制器執(zhí)行速度快。相比于單側(cè)糾偏法，雙側(cè)糾偏法調(diào)整過(guò)程更快[6]。

2.3? ? 查表法

該方法優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可快速實(shí)現(xiàn)糾偏，缺點(diǎn)是需要長(zhǎng)時(shí)間累積經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3? ? 本機(jī)型采用的方法及試驗(yàn)

廣西柳工機(jī)械股份有限公司樣機(jī)出廠測(cè)試中，最小前進(jìn)擋測(cè)得相對(duì)誤差值如糾偏前曲線所示。雖然該相對(duì)誤差值滿足默認(rèn)偏移量，卻不滿足客戶需求。

針對(duì)該機(jī)型快速實(shí)現(xiàn)糾偏，且試驗(yàn)周期短的特殊要求，在直線行走功能控制模塊中采用了單側(cè)小量糾偏法。預(yù)設(shè)糾偏量可以通過(guò)柳工液晶顯示器快速設(shè)置。直線行走功能模塊中采用小量糾偏法，測(cè)試結(jié)果如圖4糾偏后曲線所示。分析數(shù)據(jù)可知，小量糾偏法應(yīng)用于履帶式甘蔗收獲機(jī)直線行走中，能夠很好地解決該款甘蔗收獲機(jī)直線行走中的偏向問(wèn)題，使精度達(dá)到了糾偏前偏移量的±25%，滿足了客戶需求。

4? ? 結(jié)論

（1）該款履帶式甘蔗收獲機(jī)控制系統(tǒng)中的行走功能模塊采用小量糾偏法進(jìn)行補(bǔ)償控制，效果良好，有效提升了該機(jī)型直線行走中偏向問(wèn)題糾正的效果。

（2）該系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)履帶式甘蔗收獲機(jī)偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，自動(dòng)開(kāi)啟糾偏功能;用戶可通過(guò)人機(jī)交互界面任意設(shè)置糾偏參數(shù)值。

5? ? 參考文獻(xiàn)

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