挖掘机回转能量回收控制方法、系统、挖掘机及存储介质与流程

技术特征：
1.一种挖掘机回转能量回收控制方法，其特征在于，包括：建立挖掘机在循环工况下的发动机等效燃油消耗函数；其中，所述发动机等效燃油消耗函数的控制变量为电机转矩或发电机转矩，所述发动机等效燃油消耗函数的状态变量为系统储能元件的超级电容soc值；将所述循环工况划分为多个阶段工况，采用迭代动态规划算法求解每一所述阶段工况对应的发动机等效燃油消耗函数，得到全局回转能量控制策略；其中，所述全局回转能量控制策略包括每一所述阶段工况对应的控制变量最优值和状态变量最优值；按照所述全局回转能量控制策略执行回转能量回收操作。2.根据权利要求1所述挖掘机回转能量回收控制方法，其特征在于，采用迭代动态规划算法求解每一所述阶段工况对应的发动机等效燃油消耗函数，包括：根据所述挖掘机的工作参数确定约束条件集合；其中，所述约束条件集合包括电容约束条件、电机转速约束条件、发动机转矩约束条件和电机转矩约束条件中的任一项或任几项的组合；所述电容约束条件根据所述超级电容soc值的取值范围确定；所述电机转速约束条件根据所述挖掘机的电机或发电机的转速取值范围确定；所述发动机转矩约束条件根据所述挖掘机的发动机的转矩取值范围确定；所述电机转矩约束条件根据所述挖掘机的电机或发电机的转矩取值范围确定；在所述约束条件集合的约束下，采用所述迭代动态规划算法求解每一所述阶段工况对应的发动机等效燃油消耗函数。3.根据权利要求1所述挖掘机回转能量回收控制方法，其特征在于，所述建立挖掘机在循环工况下的发动机等效燃油消耗函数，包括：根据所述超级电容soc值的变化量的平方生成惩罚函数；其中，所述超级电容soc值的变化量为当前阶段工况下的超级电容soc值与超级电容soc初始值之差；根据所述控制变量、所述状态变量和工作时间生成成本函数；将所述惩罚函数和所述成本函数的和作为所述发动机等效燃油消耗函数。4.根据权利要求1所述挖掘机回转能量回收控制方法，其特征在于，所述采用迭代动态规划算法求解每一所述阶段工况对应的发动机等效燃油消耗函数，得到全局回转能量控制策略，包括：按照从后向前的顺序计算所有所述阶段工况对应的发动机等效燃油消耗函数，得到反向计算数据；其中，所述反向计算数据包括反向计算得到的控制变量最优值和状态变量最优值；根据超级电容soc初始值和所述反向计算数据按照从前向后的顺序，采用所述迭代动态规划算法计算所有所述阶段工况对应的发动机等效燃油消耗函数，得到全局回转能量控制策略。5.根据权利要求4所述挖掘机回转能量回收控制方法，其特征在于，所述按照从后向前的顺序计算所有所述阶段工况对应的发动机等效燃油消耗函数，得到反向计算数据，包括：计算相邻所述阶段工况之间的超级电容soc变化量，根据超级电容soc的最小值和所述超级电容soc变化量得到状态变量集合；其中，所述状态变量集合包括每一所述阶段工况对应的超级电容soc值；在电机转矩或发电机转矩的约束范围内等间隔取点计算状态变量传递方程，根据所述
状态变量传递方程通过插值法求解所述发动机等效燃油消耗函数，得到最优电机转矩值；将所述最优电机转矩值设置为反向计算得到的控制变量最优值，将所述状态变量集合中的超级电容soc值设置为反向计算得到的状态变量最优值，得到所述反向计算数据。6.根据权利要求1所述挖掘机回转能量回收控制方法，其特征在于，所述发动机等效燃油消耗函数包括超级电容放电时的发动机等效燃油消耗函数，以及超级电容充电时的发动机等效燃油消耗函数。7.根据权利要求1至6任一项所述挖掘机回转能量回收控制方法，其特征在于，在采用迭代动态规划算法求解每一所述阶段工况对应的发动机等效燃油消耗函数的过程中，还包括：当检测到迭代次数加一时，则按照预设比例缩减所述状态变量和所述控制变量的分布范围。8.一种挖掘机回转能量回收控制系统，其特征在于，包括：燃油消耗函数建立模块，用于建立挖掘机在循环工况下的发动机等效燃油消耗函数；其中，所述发动机等效燃油消耗函数的控制变量为电机转矩或发电机转矩，所述发动机等效燃油消耗函数的状态变量为系统储能元件的超级电容soc值；控制策略生成模块，用于将所述循环工况划分为多个阶段工况，采用迭代动态规划算法求解每一所述阶段工况对应的发动机等效燃油消耗函数，得到全局回转能量控制策略；其中，所述全局回转能量控制策略包括每一所述阶段工况对应的控制变量最优值和状态变量最优值；能量回收模块，用于按照所述全局回转能量控制策略执行回转能量回收操作。9.一种挖掘机，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述挖掘机回转能量回收控制方法的步骤。10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如权利要求1至7任一项所述挖掘机回转能量回收控制方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种挖掘机回转能量回收控制方法，所述方法包括：建立挖掘机在循环工况下的发动机等效燃油消耗函数；其中，所述发动机等效燃油消耗函数的控制变量为电机转矩或发电机转矩，所述发动机等效燃油消耗函数的状态变量为系统储能元件的超级电容SOC值；将所述循环工况划分为多个阶段工况，采用迭代动态规划算法求解每一所述阶段工况对应的发动机等效燃油消耗函数，得到全局回转能量控制策略；按照所述全局回转能量控制策略执行回转能量回收操作。本申请能够实现挖掘机回转能量的高效回收，提高挖掘机在作业循环过程中的燃油经济性。本申请还公开了一种挖掘机回转能量回收控制系统、一种挖掘机及一种存储介质，具有以上有益效果。以上有益效果。以上有益效果。


技术研发人员：刘昌盛 何清华 张大庆 唐中勇 吴民旺
受保护的技术使用者：山河智能装备股份有限公司
技术研发日：2021.08.10
技术公布日：2021/11/9