本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种动力系统的控制方法、动力系统及颚式破碎机。
背景技术：
移动颚式破碎机是砂石骨料生产线中的第一级破碎设备，其工况复杂。颚式破碎机在破碎过程中其功率消耗与主轴转速、规格尺寸、啮角、粒度特性以及待破碎物料的物理性质均有关。这其中，物料的物理性质对其功率消耗的影响最大。也就是说破碎物料的软硬程度不同，颚式破碎机的功率有很大差异。
在传统砂石骨料生产线中，破碎机的传动系统的发动机采用恒转速控制方法，无论破碎物料是否变化，发动机的工作转速始终是恒定的。当破碎机的消耗功率有变化时，必然会造成发动机的负荷率的变化。此时若采用恒转速的控制方法，发动机的转速就不能与工况的变化建立对应的关系，也就必然会造成燃油经济性的变化，增加生产成本。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种动力系统的控制方法、动力系统和颚式破碎机，以提高动力系统的燃油经济性。
本发明第一方面提供一种一种动力系统的控制方法，动力系统包括发动机，包括如下步骤：
获取发动机的实际工作转速和实际负荷率；
根据实际工作转速和实际负荷率计算得出发动机在处于经济输出功率时的理想工作转速；
根据理想工作转速控制发动机的转速。
进一步地，根据实际工作转速和实际负荷率计算得出发动机在处于经济输出功率时的理想工作转速包括：利用模糊控制方法得出发动机的理想工作转速与实际工作转速和实际负荷率的关系。
进一步地，模糊控制方法包括：
根据发动机的外特性曲线得到发动机的最大输出功率与实际工作转速的关系；
实际负荷率和最大输出功率的乘积得出发动机的实际输出功率；
根据发动机的万有特性曲线得到经济输出功率下的理想工作转速；
根据实际输出功率以及经济输出功率与理想工作转速的关系得到实际输出功率与理想工作转速的关系。
进一步地，模糊控制方法包括：
根据发动机的外特性曲线拟合得到发动机的最大输出功率与实际工作转速的关系；
实际负荷率和最大输出功率的乘积得出发动机的实际输出功率；
根据发动机的万有特性曲线得到经济输出功率下的理想工作转速；
根据实际输出功率以及经济输出功率与理想工作转速的关系拟合得到实际输出功率与理想工作转速的关系。
进一步地，根据实际输出功率以及经济输出功率与理想工作转速的关系利用多项式拟合方法得到实际输出功率与理想工作转速的关系。
进一步地，模糊控制方法还包括：
建立理想工作转速和实际工作转速与实际负荷率之间的隶属度函数；并利用隶属度函数对实际输出功率与理想工作转速的关系进行模糊化。
进一步地，动力系统还包括液压泵，发动机驱动液压泵转动，控制方法还包括：根据发动机的理想工作转速和液压泵的流量需求控制液压泵的排量。
进一步地，根据理想工作转速控制发动机的转速包括：
利用反馈控制根据理想工作转速和实际工作转速的差值控制发动机的喷油量。
本发明第二方面提供一种动力系统，动力系统包括发动机和控制装置，控制装置获取发动机的实际工作转速和实际负荷率并根据实际工作转速和实际负荷率计算得出发动机的理想工作转速以根据理想工作转速控制发动机的转速。
进一步地，动力系统还包括与发动机驱动连接的液压泵，控制装置根据发动机的理想工作转速和液压泵的流量需求控制液压泵的排量。
本发明第三方面提供一种颚式破碎机，包括如本发明第二方面提供的动力系统。
基于本发明提供的动力系统的控制方法、动力系统和颚式破碎机，动力系统的控制方法包括如下步骤：获取发动机的实际工作转速和实际负荷率；根据实际工作转速和实际负荷率计算得出发动机在处于经济输出功率时的理想工作转速；根据理想工作转速控制发动机的转速。本发明的动力系统的控制方法能够实时获取发动机的实际工作转速和实际负荷率并计算得到发动机处于经济输出功率时的理想工作转速，然后以理想工作转速为目标来控制发动机的转速。与现有技术相比，以上控制方法能够实时监测发动机的工作状态使发动机的输出转速能够时刻跟踪理想工作转速，实现整机燃油经济性的提高。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一具体实施例的动力系统的控制方法的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
工程机械的动力系统通常包括发动机和液压系统。发动机驱动液压系统的液压泵动作，液压泵驱动液压执行元件动作。下面以颚式破碎机的动力系统的控制为例来说明本实施例的动力系统的控制方法。在此需要说明的是，本实施例的控制方法可以用于控制任何具有发动机和/或液压泵的动力系统，并不限于颚式破碎机的动力系统的控制。
本发明实施例的动力系统的控制方法包括如下步骤：
获取发动机的实际工作转速和实际负荷率；
根据实际工作转速和实际负荷率计算得出发动机在处于经济输出功率时的理想工作转速；
根据理想工作转速控制发动机的转速。
本发明实施例的动力系统的控制方法能够实时获取发动机的实际工作转速和实际负荷率并计算得到发动机处于经济输出功率时的理想工作转速，然后以理想工作转速为目标来控制发动机的转速。与现有技术相比，以上控制方法能够实时监测发动机的工作状态使发动机的输出转速能够时刻跟踪理想工作转速，实现整机燃油经济性的提高。
优选地，为了保证液压泵在转速跟随发动机转速的改变而改变的情况下满足整机的流量需求，本实施例的液压泵的排量根据流量需求而调节。
例如，当发动机的负荷率较低时，此时需要降低发动机的转速以满足经济功率输出。由于发动机与液压泵的传动比固定，液压泵的转速随着发动机的转速的降低而降低，此时根据液压泵的恒转矩特性，增大液压泵的排量，使液压泵的流量保持不变，从而保持液压马达的转速保持不变进而正常工作。
在本实施例中，利用模糊控制方法得出发动机的理想工作转速与实际工作转速和实际负荷率的关系。
具体地，本实施例的模糊控制方法具体根据如下的推理过程来得到发动机的理想工作转速与实际工作转速和实际负荷率的关系：
首先建立理想工作转速和实际工作转速与实际负荷率之间的隶属度函数；
然后根据发动机的外特性曲线拟合得到发动机的最大输出功率与实际工作转速的关系；
实际负荷率和最大输出功率的乘积得出发动机的实际输出功率；
根据发动机的万有特性曲线得到经济输出功率下的理想工作转速；
根据实际输出功率以及得到的经济输出功率下的理想工作转速拟合得到实际输出功率与理想工作转速的关系；
最后将计算得到的理想工作转速规整到实际输出功率与理想工作转速的关系的隶属度函数中。
本实施例的动力系统还包括集成有上述模糊控制方法的控制装置。该控制装置能够自动跟踪理想工作转速并控制发动机输出，无需人为控制。
具体地，本实施例的模糊控制方法利用多项式拟合的方法来得到实际输出功率与理想工作转速的关系。
具体在本实施例中，在计算得到理想工作转速后，利用反馈控制根据理想工作转速和实际工作转速的差值控制发动机的喷油量。
下面根据图1对本发明具体实施例的破碎机的结构以及控制方法的原理做进一步的详细说明。
本发明实施例的破碎机包括发动机ecu、模糊控制器和动力单元。其中，发动机ecu为发动机控制器，是发动机实际输出转速和发动机实际负荷率的输出机构，也是模糊控制器输出控制信号的执行机构。
模糊控制器是本实施例的动力系统的控制系统的核心，将本实施例的模糊控制方法进行编码写入到整机控制器程序中。输入信号为发动机的实际工作转速和实际负荷率，通过如上文所描述的模糊推理方法计算得到发动机的理想工作转速，然后控制器将理想工作转速转化为电信号并输出到发动机ecu。
动力单元包括发动机和液压系统。液压系统包括液压泵和液压马达。发动机是液压系统的动力来源。
本实施例的模糊控制器根据发动机的万有特性曲线获得发动机的经济功率下的理想输出转速的数据并将这些理想输出转速的数据导入到模糊控制器中，以此作为编辑模糊规则的基本原则。然后模糊控制器将计算得到的理想工作转速与实际工作转速作差值，将差值作为调节发动机油门开度的初始信号，通过发动机ecu控制供油量，使得发动机实际工作转速趋向于理想工作转速。与此同时，模糊控制器调节电磁阀变量调节机构的电压，调节液压泵的排量，以满足发动机不同转速下液压马达的流量需求。
如图1所示，整机工作时，模糊控制器采集发动机的实际工作转速和实际负荷率。当检测到发动机的负荷率较低时，此时将发动机的理想工作转速和实际工作转速的差值作为调节喷油量的电压信号以调节喷油量从而降低发动机的转速。在此需要注意的是，本实施例的控制方法设置有发动机的最低转速限制以保证液压系统的正常工作。发动机的转速降低后，由于发动机与液压泵的传动比固定，液压泵的转速也跟着降低。此时，根据液压泵的恒转矩特性增大液压泵的排量使液压泵的流量保持不变，从而保证液压马达的转速保持不变，破碎机可以正常工作。
发动机的实际工作转速下降，其实际输出功率也随之下降，发动机的负荷率逐步升高。当检测到发动机的负荷率达到该转速下的最佳符合时，发动机的经济性最好，停止降速。
当检测到发动机的负荷率过高时，此时根据模糊控制方法升高发动机的转速。在发动机的实际工作转速升高后(此时也要设定发动机的最高转速限制)，发动机的输出功率也随之上升，发动机的负荷率会逐步下降至最佳经济负荷，此时发动机的经济性最好，停止升速。由于液压泵与发动机之间具有一定的传动比，因此在发动机的转速提升后，液压泵的转速也会提升，为了保证液压泵的流量不变，需要减小液压泵的排量从而保证液压马达的转速保持不变，保证破碎机的正常工作。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。