一种用于林业机器的功率管理控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于功率管理控制技术领域，尤其涉及一种用于林业机器的功率管理控制系统。
【背景技术】
[0002]被称为伐木归堆机的伐木联合机在林业中是众所周知的。在通常操作期间，可用于驱动栗的发动机功率是由该栗的特性和该栗经受的负载决定的。两个栗的排量是由操作者通过在驾驶室中提供合适的控制而手动控制的。一旦锯提高速度，锯驱动栗通常在全排量下操作，而主栗排量根据该操作者想要多快地操作机器或者通过其各种功能而施加在机器上的负载而由操作者控制。被称为伐木归堆机的伐木联合机在林业中是众所周知的。但是，存在组合的栗负载的功率的总额比发动机能够提供的功率更多的情况。例如，考虑砍伐树木的操作。当机器接近树并且锯开始切削，锯速度将降低。然后，操作者可以命令从锯马达和/或栗的更多流量以增加锯速度。如果其它栗和马达(推进、悬臂功能等)也在最大排量，则组合的负载可能超过最大发动机功率，因此，使发动机停转。
[0003]功率管理问题的第一种已知的解决方案包含降低机器速度。操作员可以降低机器驱动切削的速度，从而降低锯功率和推进系统上的需求。这个方法防止锯速度下降太快，但具有降低生产率的缺点。第二个已知的解决方案需要操作员调整推进或悬臂功能以防止发动机速度在切削期间下降太多。这个方法取决于操作者的及时干预。操作者还需要能够听到或感知锯、各种液压系统以及发动机以便估计它们的相关性能。这个解决方案有多个缺点:(1)切削通过树的速度对于操作员来说通常太快以致不能及时对功率需求的变化作出有效的反应；(2)现代驾驶室的声音和振动隔离可以阻止操作者有效的听到和感觉到发动机和液压系统如何对负载作出反应；(3)现代发动机上的额外的排放控制装置和更有效的消声器已经降低了从发动机排出的废气能量的量。其结果是对于操作者更难听到和准确地估计发动机负载的更安静的发动机。
[0004]在现有技术中存在仍未解决的以提高效率为目的以协调的方式操作机器的液压系统的问题。操作者不能够在最有效的点同时操作每个液压系统。因此，用于管理机器的多个不同系统的功率的方法是需要的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种用于林业机器的功率管理控制系统，旨在改变传统的教学方式，能够增加信息传送的速度和幅度，便于学生对于信息的接收和消化。
[0006]本发明是这样实现的，一种用于林业机器的功率管理控制系统，该用于林业机器的功率管理控制系统包括功率控制模块、电源模块、切削工具、切削工具定位系统、推进系统、转向系统、发动机控制模块，用于计算发动机负载；其中，所述的功率控制模块在所述计算的发动机负载超过预定值时自动减小切削工具的速度、切削工具定位系统的功率和转向系统的功率中的至少一个，并且所述功率控制模块在由高于标准设定速度的第一预定百分比和低于标准设定速度的第二预定百分比所定义的速度范围内调整所述切削工具的速度。
[0007]进一步，所述的功率控制模块包括主控机、功率传感器、存储器和显示模块。
[0008]进一步，所述的功率传感器包括功率测量用电阻和功率测量用控制器；所述的功率测量用电阻设置在所述功率传感器的左侧，所述的功率测量用控制器设置在所述功率测量用电阻的右侧；所述的功率测量用控制器包括电源插头、显示屏、电容体；电源插头设置在所述功率测量用控制器的下端右侧，所述的显示屏设置在所述功率测量用控制器的上端，所述的电容体设置在所述显示屏的下端。
[0009]进一步，所述的电源模块包括电源连接装置、蓄电装置和继电保护装置。
[0010]进一步，所述的电源连接装置包括至少一个连接外部电源的电源输入电路和至少一个连接负载的负载输出电路。
[0011]进一步，所述的蓄电装置包括连接蓄电池的蓄电池充放电电路。
[0012]进一步，所述的切削工具包括与所述切削工具相关联的切削工具速度传感器。
[0013]进一步，所述的所述的功率控制模块在调整所述切削工具的速度之前调整所述切削工具定位系统的功率、所述转向系统的功率和所述推进系统的功率中的至少两个。
[0014]进一步，一种用于林业机器的功率管理控制的方法，包括以下步骤:
[0015]S1、功率控制模块计算发动机负载；以及当所述发动机负载超过预定值时，基于所述计算出的发动机负载，自动调整切削工具的速度、切削工具定位系统的功率、推进系统的功率和转向系统的功率中的至少一个；
[0016]S2、功率控制模块1检测切削工具的速度；以及基于所述切削工具的速度和所述计算出的发动机负载，自动调整切削工具定位系统的功率、推进系统的功率和所述转向系统的功率中的至少一个；
[0017]S3、在调整所述切削工具的速度之前，自动调整所述切削工具定位系统的功率、所述推进系统的功率和所述转向系统的功率中的至少两个。
[0018]本发明的另一目的在于提供一种功率管理控制系统的功率传感器检测方法，所述功率传感器检测方法采用测量经过可调数字式移相器移相的待测信号1与参考微波信号vraf合成后的信号功率的方法，实现对微波相位的精确测量，即将待测信号￥:(经过可调数字式移相器搬移一定的相位角度后加到功率合成器的输入端口二，将与待测信号1频率相同的参考微波信号V?f加到功率合成器的输入端口一 ；这两路信号经过功率合成器进行矢量合成后加在直接式微机械微波功率传感器的输入端口 ；
[0019]可调数字式移相器在待测信号Vx的相位的基础上增加额外的附加相位，结果使得即将与其进行矢量合成的参考微波信号vraf相对于此路信号的角度成为180度和0度，这分别对应在功率合成器的输出端口处的信号功率为最小值与最大值，然后通过数字式万用表便可以精确地检测出直接式微机械微波功率传感器的输出端口电压的最小值和最大值，分别对应功率合成器的输出端口处的信号功率的最小值和最大值，从而判断被合成的两个矢量之间的角度是180度还是0度，如果该角度成为180度，则意味着参考信号的相位角度加上180度再减去可调数字式移相器所示移相度数后即为待测信号Vx的相位如果该角度成为0度，则意味着参考信号的相位角度减去可调数字式移相器所示移相度数后即为待测信号Vx的相位其中两次附加相位角度之差肯定为180度，保证推算出的待测信号Vx的原相位是一个唯一的值。
[0020]进一步，所述可调数字式移相器配置优化和运行控制方法，电网断面为包含L个节点和rk条输电线路，对应于所述的ru条输电线路计划配置Μ台可调数字式移相器，其中，L为多3的正整数，屯为多2的正整数，Μ为< n J勺正整数；所述的可调数字式移相器配置优化和运行控制方法包括以下步骤:
[0021]S100:获取所述电网断面L个节点的节点数据和可调数字式移相器的计划配置台数M，所述的节点数据包括节点导纳，节点上的发电机有功出力、有功负荷和无功功率；
[0022]S200:用串联电压源和并联电流源等效可调数字式移相器，利用诺顿定理，将其中的电压源支路转化为附加节点注入功率，建立含有可调数字式移相器的电力系统节点功率平衡方程；
[0023]S300:通过设置功率权重系数^和网损权重系数《2调节优化目标中断面输送功率和系统网损的权重，以断面输送功率最大并且兼顾系统网损最小为优化目标，建立含有可调数字式移相器并且考虑多运行方式下断面N-1约束的最优潮流数学模型
[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，为优化问题所考虑的基础运行方式个数；上标m表示运行方式m ;nk为N_1开断方式总数；上标k = 0表示断面健全运行= 1，2，…，1\则表示第k个N-1开断方式；标量函数是系统在方式m下健全运行时的目标函数；向量函数11011’10=0为方式m下第k个开断方式的节点功率平衡方程；常数向量g(mk)分别表示对向量函数g (m'k)约束的上、下限；向量u、x分别为控制向量和状态向量；
[0026]S400:采用非线性原始-对偶内点法，以所有节点在基础运行方式及其N-1断开运行方式下的功率平衡方程式为等式约束条件，以发电机的有功、无功出力限制、移相角限制、节点电压限制为变量约束条件，以所有线路功率热稳极限限制为不等式约束条件，求解所述的最优潮流数学模型；
[0027]S500:对应于电网断面的各条线路中配置2至Μ台可调数字式移相器的所有配置状态，采用穷举法重复调用步骤S400进行计算，获取不同配置状态下各种基础运行方式及其Ν-1开断方式下的断面传输容量；
[0028]S600:比较步骤S500获得的每一种配置状态下各种基础运行方式的断面传输容量，根据综合断面传输容量最大时可调数字式移相器的配置状态，确定可调数字式移相器的最优配置状态，所述的最优配置状态包括可调数字式移相器的安装台数，以