混合动力挖掘机电动回转系统速度控制研究

针对挖掘机回转平台转动惯量大、变化范围宽且外界干扰力矩较大,易造成速度波动的问题,对20 t混合动力挖掘机电驱动回转系统速度控制进行了研究。建立了其数学模型,提出了比例积分(PI)+扰动观测器补偿的速度控制方案,并设计了扰动观测器和PI控制系数;在转台最大和最小惯量,且施加阶跃干扰力矩的情况下,对PI+DOB方案以及PI控制方案进行了仿真对比。仿真结果表明:该回转系统在采用PI控制之外增加DOB环节后,使转台惯量变化对转速超调量的影响从3.1%下降到1%,外部干扰对转速波动的影响从1.3%下降到0.1%;扰动观测器环节减小了惯量变化对转速超调的影响,增强了速度控制的抗干扰能力,改善了回转作业的操作性。

Distributed fault-tolerant strategy for electric swing system of hybrid excavators under communication errors

基于自适应的延时与丢帧补偿,提出了一种分布式容错策略,用以确保基于CAN(controller area network)总线的混合动力挖掘机电动回转系统在通信出错时获得良好的运行性能。通过采用一种分别在中央控制器和电机驱动器上对反馈信号和控制信号进行补偿的全新延时补偿方法,可以在不增加通信带宽的情况下大大降低通信错误的不利影响。采用了带遗忘因子的递推最小二乘法对由姿态变化引起的时变模型参数进行辨识,并通过在连续丢帧情况下的反馈补偿中引入反向修正率来消除模型误差的不利影响。仿真和实验结果表明提出的容错策略可以有效第减小通信错误引起的系统超调和响应时间变化。