张恒郡

（宝马格（常州）工程机械有限公司，江苏 常州 213125）

1 行驶方向控制

1.1 前进行驶

如果行驶手柄位置在中位前方，那么，行驶泵上集成的控制比例电磁阀得到一个与手柄前进角度相关的电压值，这个电压值与电流之间有着密切的关系，行驶泵比例电磁阀内电流的大小与机器行驶速度相对应，使得机器前行状态。

1.2 停车

如果手柄控制（或操作）在中位，那么行驶泵比例电磁阀（或电比例阀）无法获得电压，此时，机器制动（或驻车）。在进行实际操作的过程中，由于无法确定机器及元件参数是否会出现振动和漂移，因此，要在手柄中设定足够宽的中位“死区”。要想保证机器在行使的过程中遇到轻微触动不会停车，只需手柄运行轨迹在“死区”范围，系统认定这时手柄的位置在中间。本文提出2.4～2.6V电压范围内属于停车状态。

1.3 后退行驶

针对位于中后方的手柄来说，行驶泵上集成的控制比例电磁阀得到一个与手柄后退角度相关的电压值，这个电压值与电流之间有着密切的关系，行驶泵比例电磁阀内电流的大小与机器后退速度相对应，使得机器呈现后退状态，那么行驶泵上集成的控制比例电磁阀得到一个与手柄后退角度相关的电压值，这个电压值与电流之间有着密切的关系，行驶泵比例电磁阀内电流的大小与机器后退速度相对应，使得机器呈现后退状态。

在控制行驶阶段的轮胎路压机时，行驶手柄在0.5～4.5V，可以了解手柄处于哪一位置，可以借助0～100%来体现，根据图1能够了解行驶手柄位置会给电压带来怎样的影响。

图1 手柄行驶位置给电压带来的影响

2 行驶速度控制

要想从行驶速度方面对轮胎压路机进行调节，就需要借助行驶手柄进行操作，在单位不同的情况下，加大或缩小手柄与中位之间的距离，根据所设定的参数，能够采用控制器能够实现对其的匹配。操作行驶手柄能够从行驶速度方面实现对轮胎压路机的调节，结合提前设定好的参数，让手柄远离或靠近中位，就能够采用控制行驶泵斜盘角度大小的方式对速度进行匹配。机器在行驶的过程中，手柄会不断地远离或靠近中位，对应行驶泵的斜盘角度也会相对变化，借助电比例阀对各种电流信号进行输入，行驶速度在该档位下的控制范围为零至最高速。

根据分析了解到，全液态轮胎压路机能否高速行驶主要取决于行驶手柄和限速旋钮。本文主要考虑存在死区的问题，因此，从补偿量方面，对电流范围进行了适当扩大，其电流控制在了(i0-ir1)～(iF+ir2)mA，（ir1，ir2分别表示起点和终点的电流补偿量）。在0～100%区域内变化的限速旋钮值，对应的电流范围最大为0～(iF-i0)mA。

表1 全液压轮胎压路机的档位与参数

当电控手柄处于前进位置时，前进电流Iq的计算公式为：

其中，Vq表示手柄在前进时的电压值；

处于后退状态的手柄的后退电流I´，可以按照如下公式计算：

其中，Vh表示手柄在后退时的电压值；Vhmin表示手柄在后退时手的最小电压值；Vh´表示限速旋钮在手柄后退时的当前电压值；Vhmax手柄在后退时的电压最大值；Vh´max表示限速旋钮在后退时的电压最大值；Vh´min表示后退时的限速旋钮的电压最小值。

在对行驶手柄进行实际操作的过程中，需要从离散现象和抖动问题方面，对其输出予以关注。由于手柄在行驶期间的位置会发生不断的改变，所以借助控制系统能够对手柄目前的实际位移进行实时计算。

要想尽可能地保证所有的调节都是有必要的，并且减少对控制器的处理间隙，就需要在保证控制精度的前提下，按照N个区段来单项划分行驶手柄的各个行程，如果手柄位置变化保持在特定区间内，那么该区段中心值就是手柄取值。行驶手柄的位置如果在图2中的Ⅱ、Ⅲ处，也就是两区间交界点，这时候手柄会由于微量抖动而输出振荡值，这时候需要进一步做好对算法的修订，也就是需要将预防抖动的算法加入控制程序算法中—目前区域在各个时刻的“中心”就是当前手柄的行使值，这时候能够实现对恒值的输出，如此就实现了对抖动现象的避免。

图2 手柄电位计信号的离散化处理

其控制流程图如图3所示。

图3 行驶速度及方向控制流程图

3 柔性起步停车控制

轮胎在所有循环作业中都需要进行起步加速和停车减速。而且轮胎非常，因此，其在起步和停车时会有很大惯性。

能够产生多少惯性负载主要由压路机起步增速和停机减速决定，如果起步增速和停车减速越大，那么惯性负载值也就越大。对惯性负载值进行相应的控制，能够使压路机在起步和停车时具有柔性加/减速度，是最重要的系统控制任务之一。

在控制其停车时，应用的起步技术具有柔性的特征，因此称为软启动或软停车技术，采用变量泵排量（或斜盘摆角），能够按照液压系统压力特定变化规律进行相应的变化（或斜盘摆动），对启动阶段的机器，从压力值和惯性荷载方面，进行了降低（或优化）。在应用这一技术的过程中，需要采用“斜坡控制”，也就是对这一排量（或斜盘摆角）进行逐步控制。

如图4所示的模块具有输入输出功能，其中ic、S和io分别代表着输入目标、斜坡步长和输出的实际值。由于该控制器的采用为固定循环周期，以叠加步长的形式来输入其平均扫描周期以及实际输出，直到输入值和输出值之间不存在差。

图4 斜坡函数的输入输出

实现柔性起步停车的原理如图5。所有控制器在T平均扫描周期内每输出一个io值就会导致目标ic的步长S多增加一个或减少一个，如果输出输入值和输出值之间存在着比步长小的绝对差值，那么增加量或减少量与步长无关，而是这一差值。根据图4得知，采用斜坡处理瞬间变化的目标值能够使其成为实际输出值，而实际输出值这一信号是缓变的，步长决定着“缓”的程度。在结合了实际情况后，可以通过对斜坡步长的改变了改变轮胎压路机的斜坡时间。柔性起步停车的实现流程如图6所示。

图5 轮胎压路机柔性起步停车控制实现原理

图6 柔性起步停车控制实现流程

4 快速制动控制

针对制动系统来说，其主要的作用对象就是行驶时的轮胎压路机，快速制动起到了十分关键的作用，能够使人们和机器获得安全保证和正产运行保证。轮胎压路机如果在作业行驶阶段发生了紧急情况，那么能够在中位快速拉回前进或后退的行驶手柄，并对行驶变量泵进行控制，使其能够以最快的速度降到0，以此加快机器的停车速度。在加快轮胎压路机制动速度时，所采用的方法与柔性停车十分相似，只是加大了所设定的斜坡步长，变量泵能够更快地变为零排量。在加快机器制动速度的过程中，首先需要对触发制动条件的判断速度，在中位快速拉回前进状态或后退状态的手柄。在开展实际操作的过程中，可以结合具体因素来进行判断，例如相关人员平时的操作习惯以及快速反应需要的速度等。所以，通常来说会给定一个t0时间范围，如果不超过t0时间，电控手柄与中位之间的距离比系统临界值更大，那么，认为可以快速制动轮胎压路机，变量泵在这一条件下前进指令或后退指令都可以更快地减少电流。轮胎压路机快速制动控制流程图如图7所示。

图7 轮胎压路机快速制动控制流程

5 结语

主要从行驶和极限荷载方面，研究了如何控制压路机，提出了控制阳极行驶状态和极限荷载值等的方法，从电流大小方面，通过对电比例阀的控制，使得行驶速度得到了良好的控制，根据不同的步长，通过对斜坡函数的设置，实现了柔性控制样机起步停车，并加快了制动控制的速度；从排量方面，通过对泵的减少，能够使变量泵更低的吸收功率，很好地控制了极限荷载。