小型液压挖掘机节能监控系统的研究与实现

【摘要】挖掘机是工程机械的重要组成部分，在规划建筑、项目施工等多个行业中具有广泛地应用。挖掘机的节能控制一直是研究的重点。本文针对小型液压挖掘机，对其节能监控系统进行了研究。首先，分析了柴油机及变量泵的特性，并有针对性地进行节能控制原理分析，提出了柴油机与变量泵相匹配的节能控制方法。然后在理论分析的基础上提出了挖掘机监控系统的总体方案设计。该控制器将C8051F340单片机、油门电机控制、显示器、GPS远程通信、转速测量等技术相结合，实现了设计的指标要求。论文重点从硬件设计、软件及算法设计与实验研究与实现这三个方面进行了介绍分析。硬件设计主要包括：模拟量、数字量采集；转速测量电路；显示及通信模块；柴油机控制模块；控制器外壳防护及PCB设计。软件及算法设计主要包括：主控程序模块；功能模块；显示模块；GPS通信模块；油门控制及算法设计模块。实验研究与实现部分主要包括：转速测量电路的模拟与实际测试结果；自动油门标定过程及结果；远程GPS通信与实时参数监控等。硬件模块设计中，，重点介绍柴油机的油门控制单元，从直流直线电机的原理、基于H桥的PWM的控制方法以及基于LMD18200的电机控制电路的角度进行了细致分析。在软件及算法模块中，重点从显示、远程GPS通信和应用积分分离PID的油门算法的角度进行分析；并制作了主控程序、自动油门标定、GPS监控等流程图。为提高节能效果、进行有效监控，控制器实现了自动怠速、自动加速、高温保护、自动油门标定等功能，并对其原理、流程进行讲述。在最后的实验模块中，根据控制器在现场调试出现的问题，修改更正之后，使得达到设计的指标要求，不论是模拟、数字信号采集，转速准确测量，自动油门标定后进行校验等角度均符合设计要求。
【作者】朱鹏；
【导师】宫文斌；
【作者基本信息】吉林大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】挖掘机；监控器；GPS通信；油门电机控制；PID；单片机；

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