一種用于林業機器的功率管理控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于功率管理控制技術領域,尤其涉及一種用于林業機器的功率管理控制系統。
【背景技術】
[0002]被稱為伐木歸堆機的伐木聯合機在林業中是眾所周知的。在通常操作期間,可用于驅動栗的發動機功率是由該栗的特性和該栗經受的負載決定的。兩個栗的排量是由操作者通過在駕駛室中提供合適的控制而手動控制的。一旦鋸提高速度,鋸驅動栗通常在全排量下操作,而主栗排量根據該操作者想要多快地操作機器或者通過其各種功能而施加在機器上的負載而由操作者控制。被稱為伐木歸堆機的伐木聯合機在林業中是眾所周知的。但是,存在組合的栗負載的功率的總額比發動機能夠提供的功率更多的情況。例如,考慮砍伐樹木的操作。當機器接近樹并且鋸開始切削,鋸速度將降低。然后,操作者可以命令從鋸馬達和/或栗的更多流量以增加鋸速度。如果其它栗和馬達(推進、懸臂功能等)也在最大排量,則組合的負載可能超過最大發動機功率,因此,使發動機停轉。
[0003]功率管理問題的第一種已知的解決方案包含降低機器速度。操作員可以降低機器驅動切削的速度,從而降低鋸功率和推進系統上的需求。這個方法防止鋸速度下降太快,但具有降低生產率的缺點。第二個已知的解決方案需要操作員調整推進或懸臂功能以防止發動機速度在切削期間下降太多。這個方法取決于操作者的及時干預。操作者還需要能夠聽到或感知鋸、各種液壓系統以及發動機以便估計它們的相關性能。這個解決方案有多個缺點:(1)切削通過樹的速度對于操作員來說通常太快以致不能及時對功率需求的變化作出有效的反應;(2)現代駕駛室的聲音和振動隔離可以阻止操作者有效的聽到和感覺到發動機和液壓系統如何對負載作出反應;(3)現代發動機上的額外的排放控制裝置和更有效的消聲器已經降低了從發動機排出的廢氣能量的量。其結果是對于操作者更難聽到和準確地估計發動機負載的更安靜的發動機。
[0004]在現有技術中存在仍未解決的以提高效率為目的以協調的方式操作機器的液壓系統的問題。操作者不能夠在最有效的點同時操作每個液壓系統。因此,用于管理機器的多個不同系統的功率的方法是需要的。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種用于林業機器的功率管理控制系統,旨在改變傳統的教學方式,能夠增加信息傳送的速度和幅度,便于學生對于信息的接收和消化。
[0006]本發明是這樣實現的,一種用于林業機器的功率管理控制系統,該用于林業機器的功率管理控制系統包括功率控制模塊、電源模塊、切削工具、切削工具定位系統、推進系統、轉向系統、發動機控制模塊,用于計算發動機負載;其中,所述的功率控制模塊在所述計算的發動機負載超過預定值時自動減小切削工具的速度、切削工具定位系統的功率和轉向系統的功率中的至少一個,并且所述功率控制模塊在由高于標準設定速度的第一預定百分比和低于標準設定速度的第二預定百分比所定義的速度范圍內調整所述切削工具的速度。
[0007]進一步,所述的功率控制模塊包括主控機、功率傳感器、存儲器和顯示模塊。
[0008]進一步,所述的功率傳感器包括功率測量用電阻和功率測量用控制器;所述的功率測量用電阻設置在所述功率傳感器的左側,所述的功率測量用控制器設置在所述功率測量用電阻的右側;所述的功率測量用控制器包括電源插頭、顯示屏、電容體;電源插頭設置在所述功率測量用控制器的下端右側,所述的顯示屏設置在所述功率測量用控制器的上端,所述的電容體設置在所述顯示屏的下端。
[0009]進一步,所述的電源模塊包括電源連接裝置、蓄電裝置和繼電保護裝置。
[0010]進一步,所述的電源連接裝置包括至少一個連接外部電源的電源輸入電路和至少一個連接負載的負載輸出電路。
[0011]進一步,所述的蓄電裝置包括連接蓄電池的蓄電池充放電電路。
[0012]進一步,所述的切削工具包括與所述切削工具相關聯的切削工具速度傳感器。
[0013]進一步,所述的所述的功率控制模塊在調整所述切削工具的速度之前調整所述切削工具定位系統的功率、所述轉向系統的功率和所述推進系統的功率中的至少兩個。
[0014]進一步,一種用于林業機器的功率管理控制的方法,包括以下步驟:
[0015]S1、功率控制模塊計算發動機負載;以及當所述發動機負載超過預定值時,基于所述計算出的發動機負載,自動調整切削工具的速度、切削工具定位系統的功率、推進系統的功率和轉向系統的功率中的至少一個;
[0016]S2、功率控制模塊1檢測切削工具的速度;以及基于所述切削工具的速度和所述計算出的發動機負載,自動調整切削工具定位系統的功率、推進系統的功率和所述轉向系統的功率中的至少一個;
[0017]S3、在調整所述切削工具的速度之前,自動調整所述切削工具定位系統的功率、所述推進系統的功率和所述轉向系統的功率中的至少兩個。
[0018]本發明的另一目的在于提供一種功率管理控制系統的功率傳感器檢測方法,所述功率傳感器檢測方法采用測量經過可調數字式移相器移相的待測信號1與參考微波信號vraf合成后的信號功率的方法,實現對微波相位的精確測量,即將待測信號¥:(經過可調數字式移相器搬移一定的相位角度后加到功率合成器的輸入端口二,將與待測信號1頻率相同的參考微波信號V?f加到功率合成器的輸入端口一 ;這兩路信號經過功率合成器進行矢量合成后加在直接式微機械微波功率傳感器的輸入端口 ;
[0019]可調數字式移相器在待測信號Vx的相位的基礎上增加額外的附加相位,結果使得即將與其進行矢量合成的參考微波信號vraf相對于此路信號的角度成為180度和0度,這分別對應在功率合成器的輸出端口處的信號功率為最小值與最大值,然后通過數字式萬用表便可以精確地檢測出直接式微機械微波功率傳感器的輸出端口電壓的最小值和最大值,分別對應功率合成器的輸出端口處的信號功率的最小值和最大值,從而判斷被合成的兩個矢量之間的角度是180度還是0度,如果該角度成為180度,則意味著參考信號的相位角度加上180度再減去可調數字式移相器所示移相度數后即為待測信號Vx的相位如果該角度成為0度,則意味著參考信號的相位角度減去可調數字式移相器所示移相度數后即為待測信號Vx的相位其中兩次附加相位角度之差肯定為180度,保證推算出的待測信號Vx的原相位是一個唯一的值。
[0020]進一步,所述可調數字式移相器配置優化和運行控制方法,電網斷面為包含L個節點和rk條輸電線路,對應于所述的ru條輸電線路計劃配置Μ臺可調數字式移相器,其中,L為多3的正整數,屯為多2的正整數,Μ為< n J勺正整數;所述的可調數字式移相器配置優化和運行控制方法包括以下步驟:
[0021]S100:獲取所述電網斷面L個節點的節點數據和可調數字式移相器的計劃配置臺數M,所述的節點數據包括節點導納,節點上的發電機有功出力、有功負荷和無功功率;
[0022]S200:用串聯電壓源和并聯電流源等效可調數字式移相器,利用諾頓定理,將其中的電壓源支路轉化為附加節點注入功率,建立含有可調數字式移相器的電力系統節點功率平衡方程;
[0023]S300:通過設置功率權重系數^和網損權重系數《2調節優化目標中斷面輸送功率和系統網損的權重,以斷面輸送功率最大并且兼顧系統網損最小為優化目標,建立含有可調數字式移相器并且考慮多運行方式下斷面N-1約束的最優潮流數學模型
[0024]max Σ m = lnmf (m,0) (u (m,0),x (m,0)) s.t.h (m,k) (u (m,k),x (m,k)) = Og&OverBar ; (m,k) ^ g(m,k) (u(m,k),x(m,k)) ^ g&OverBar ; (m,k)m = 1,2,…,nm ;k = 0,1,…,nk---(3),]] >
[0025]其中,為優化問題所考慮的基礎運行方式個數;上標m表示運行方式m ;nk為N_1開斷方式總數;上標k = 0表示斷面健全運行= 1,2,…,1\則表示第k個N-1開斷方式;標量函數是系統在方式m下健全運行時的目標函數;向量函數11011’10=0為方式m下第k個開斷方式的節點功率平衡方程;常數向量g(mk)分別表示對向量函數g (m'k)約束的上、下限;向量u、x分別為控制向量和狀態向量;
[0026]S400:采用非線性原始-對偶內點法,以所有節點在基礎運行方式及其N-1斷開運行方式下的功率平衡方程式為等式約束條件,以發電機的有功、無功出力限制、移相角限制、節點電壓限制為變量約束條件,以所有線路功率熱穩極限限制為不等式約束條件,求解所述的最優潮流數學模型;
[0027]S500:對應于電網斷面的各條線路中配置2至Μ臺可調數字式移相器的所有配置狀態,采用窮舉法重復調用步驟S400進行計算,獲取不同配置狀態下各種基礎運行方式及其Ν-1開斷方式下的斷面傳輸容量;
[0028]S600:比較步驟S500獲得的每一種配置狀態下各種基礎運行方式的斷面傳輸容量,根據綜合斷面傳輸容量最大時可調數字式移相器的配置狀態,確定可調數字式移相器的最優配置狀態,所述的最優配置狀態包括可調數字式移相器的安裝臺數,以