一种移动破碎机动力系统的智能切换控制系统的制作方法

本发明涉及动力控制，具体涉及一种移动破碎机动力系统的智能切换控制系统。

背景技术：

1、在移动破碎机动力系统控制领域，当前通常采用基于固定阈值的规则控制策略，通过采集实时功率与状态数据，根据预设的电池荷电状态下限阈值或破碎电机电流上限阈值，由可编程逻辑控制器或嵌入式控制器执行逻辑判断，例如当soc低于阈值时强制切换至燃油模式，当电流超过阈值时降低电力输出比例或切换至纯油模式，从而在油电混合动力或双动力系统中实现模式选择与功率分配。该方法在工况相对稳定、物料硬度与给料量波动较小的常态化破碎作业场景中，能够有效避免电池过放或电机过载，保障设备运行安全。

2、虽然在常态化破碎作业场景中，现有基于固定阈值的规则控制策略能够有效保障设备基本运行安全，但在环境或者负载波动的复杂工况下，固定阈值无法动态适配油电分配比例，导致系统始终在不同模式之间切换，偏离实际最优工作点，造成燃油经济性差、电池寿命加速衰减，且对负载突变响应滞后，容易出现功率不足或动力冲击，影响破碎机运行稳定性和使用寿命。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种移动破碎机动力系统的智能切换控制系统，所采用的技术方案具体如下：

2、数据获取模块，用于获取破碎机负载的功率数据，电池soc；

3、能耗分析模块，用于根据增程器与电池之间的动力分配变量、所述功率数据、预设基准等效因子、预设基准惩罚系数、所述动力分配变量的偏离特征构建能耗代价函数；

4、参数动态调整模块，用于根据所述电池soc与预设健康soc的差异特征对预设基准等效因子进行自适应调整，获得动态等效因子；根据所述功率数据的变化特征对预设基准惩罚系数进行自适应调整，获得动态惩罚系数；

5、动力控制模块，用于根据所述动态等效因子和所述动态惩罚系数对所述能耗代价函数进行改进，获得能耗代价优化函数；根据所述能耗代价优化函数中的动力分配变量控制增程器与电池的动力分配关系。

6、进一步地，所述根据增程器与电池之间的动力分配变量、所述功率数据、预设基准等效因子、预设基准惩罚系数、所述动力分配变量的偏离特征构建能耗代价函数的步骤包括：，式中a表示动力分配变量，表示关于动力分配变量的能耗代价函数，表示破碎机负载的功率数据，表示增程器的燃油质量流量，h表示预设基准等效因子，d表示预设基准惩罚系数，表示预设效率平衡动力分配变量。

7、进一步地，所述根据所述电池soc与预设健康soc的差异特征对预设基准等效因子进行自适应调整，获得动态等效因子的步骤包括：式中h表示动态等效因子，h表示预设基准等效因子，表示以自然常数为底的指数函数，n表示预设第一敏感系数，表示预设健康soc与所述电池soc的差值。

8、进一步地，所述根据所述功率数据的变化特征对预设基准惩罚系数进行自适应调整，获得动态惩罚系数的步骤包括：式中d表示动态惩罚系数，d表示预设基准惩罚系数，表示以自然常数为底的指数函数，m表示预设第二敏感系数，表示当前时刻与前一时刻的功率数据的差值。

9、进一步地，所述根据所述动态等效因子和所述动态惩罚系数对所述能耗代价函数进行改进，获得能耗代价优化函数的步骤包括：

10、将所述能耗代价函数中的预设基准惩罚系数替换为所述动态惩罚系数、将预设基准等效因子替换为所述动态等效因子，获得所述能耗代价优化函数。

11、进一步地，所述根据所述能耗代价优化函数中的动力分配变量控制增程器与电池的动力分配关系的步骤包括：

12、计算能耗代价优化函数的取值最小时所述动力分配变量的取值结果，将所述动力分配变量的取值结果作为电池的动力分配占比；计算常数1与所述动力分配变量的差值，作为增程器的动力分配占比。

13、本发明具有如下有益效果：

14、在本发明中，打破了传统固定阈值控制策略仅能在纯电、纯油等有限离散模式间跳转的局限，通过构建引入多维度代价项的能耗代价函数，能够动态求解总等效油耗最低的动力分配比例，同时主动抑制负载微小波动引发的动力分配比抖动，让增程器尽可能长期工作在最佳效率发电区间，大幅提升复杂工况下的燃油利用效率，避免偏离最优工作点带来的燃油浪费。同时基于电池实时soc与预设健康soc的差值，动态自适应调整等效因子：当电池soc低于健康区间时，自动抬升电池放电的等效能耗代价，主动降低电池放电占比、优先实现降电保电，避免电池长期在非健康区间深度放电，有效延缓电池衰老，延长电池使用寿命。针对负载剧烈波动的复杂工况，能够基于实时功率的变化特征动态调整惩罚系数：冲击负载出现时自动放宽动力分配偏移的约束，快速释放动力调节自由度，及时响应瞬时大功率需求，解决传统固定阈值策略对负载突变响应滞后导致的功率不足、动力冲击问题。通过惩罚项抑制日常稳态工况下的动力分配变量频繁振荡，避免增程器、驱动电机的反复无效调节，又能在负载突变时快速完成动力适配，从减少部件频繁调节和规避突发动力冲击两个维度，提升破碎机整机的运行平稳性，延长整机核心部件的使用寿命。

1.一种移动破碎机动力系统的智能切换控制系统，其特征在于，所述系统包括以下模块：

2.根据权利要求1所述的一种移动破碎机动力系统的智能切换控制系统，其特征在于，所述根据增程器与电池之间的动力分配变量、所述功率数据、预设基准等效因子、预设基准惩罚系数、所述动力分配变量的偏离特征构建能耗代价函数的步骤包括：，式中a表示动力分配变量，表示关于动力分配变量的能耗代价函数，表示破碎机负载的功率数据，表示增程器的燃油质量流量，h表示预设基准等效因子，d表示预设基准惩罚系数，表示预设效率平衡动力分配变量。

3.根据权利要求1所述的一种移动破碎机动力系统的智能切换控制系统，其特征在于，所述根据所述电池soc与预设健康soc的差异特征对预设基准等效因子进行自适应调整，获得动态等效因子的步骤包括：，式中h表示动态等效因子，h表示预设基准等效因子，表示以自然常数为底的指数函数，n表示预设第一敏感系数，表示预设健康soc与所述电池soc的差值。

4.根据权利要求1所述的一种移动破碎机动力系统的智能切换控制系统，其特征在于，所述根据所述功率数据的变化特征对预设基准惩罚系数进行自适应调整，获得动态惩罚系数的步骤包括：，式中d表示动态惩罚系数，d表示预设基准惩罚系数，表示以自然常数为底的指数函数，m表示预设第二敏感系数，表示当前时刻与前一时刻的功率数据的差值。

5.根据权利要求1所述的一种移动破碎机动力系统的智能切换控制系统，其特征在于，所述根据所述动态等效因子和所述动态惩罚系数对所述能耗代价函数进行改进，获得能耗代价优化函数的步骤包括：

6.根据权利要求1所述的一种移动破碎机动力系统的智能切换控制系统，其特征在于，所述根据所述能耗代价优化函数中的动力分配变量控制增程器与电池的动力分配关系的步骤包括：