具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1所示，一种机具下降稳定控制系统，包括：主泵2，主泵2由发动机1驱动，主泵1的入口与油箱连通，主泵1的出口分别与主溢流阀3的入口、定差溢流阀5的入口和机具控制阀6的入口相连通；主溢流阀3的出口和定差溢流阀5的出口与油箱连通；机具控制阀6常态位时回油口与油箱连通；机具控制阀6的出油口经稳态节流阀4与定差溢流阀5的弹簧腔相连，同时机具控制阀6的出油口与开关阀8的入口相连通；开关阀8的出油口与悬挂机构中的悬挂油缸9的无杆腔相连；悬挂油缸9的无杆腔同时与下降阀7的入口相连通；下降阀7的出口与油箱连通；悬挂油缸9的有杆腔与二次溢流阀10的入口相连通；二次溢流阀10的出口与油箱连通；位置传感器12、采集悬挂机构的载荷信息的力传感器11、下降旋钮16、目标位置设置旋钮15和下降速度设置旋钮14分别与控制器13的输入端电连接；控制器13的输出端分别与机具控制阀6的电磁阀、下降阀7的电磁阀和开关阀8的电磁阀电连接。

本实施例中，悬挂机构为三点悬挂机构，力传感器11为三点悬挂机构的下拉杆与拖拉机本体的下铰接点的销轴式拉/压力传感器，或者为安装在悬挂油缸的无杆腔内的压力传感器，亦或者测试一段时间下降速度变化率，均可实现负载情况的判断。本实施例采用位置传感器，获取机具实时位置，该位置传感器可以为固定在提升轴上的角度传感器，也可为用于检测悬挂油缸的活塞行程的位移传感器，都可以转化为机具的实际位置。

本实施例通过设置力传感器采集机具的载荷信息，控制器依据载荷信息确定机具的下降模式，并结合下降阀、开关阀和机具控制阀控制机具下降，具有微动性好、启动平稳、下降速度可控、下降过程平稳等特点。

实施例二：

如图1、图2所示，基于实施例一所述的一种机具下降稳定控制系统，本实施例提供一种机具下降稳定控制方法，采用实施例一所述的机具下降稳定控制系统，包括：下降旋钮向控制器输入下降指令；控制器读取力传感器采集到的悬挂机构的载荷信息，并与设定值进行比较；当力传感器采集到的悬挂机构的载荷信息小于设定值时，控制器选择空载或轻载模式控制机具下降；当力传感器采集到的悬挂机构的载荷信息大于等于设定值时，控制器选择中载/重载模式控制机具下降。

当力传感器采集到的悬挂机构的载荷信息小于设定值时，控制器选择空载或轻载模式控制机具下降，具体包括：下降速度设置旋钮所对应控制对象为机具控制阀，此时控制器根据下降速度设置旋钮设定值控制机具控制阀得相应电流Ya，同时控制开关阀得电，则主泵输出的液压油经机具控制阀、开关阀后，进入悬挂油缸的有杆腔，悬挂油缸的无杆腔中的液压油经过开关阀回到油箱。

当力传感器采集到的悬挂机构的载荷信息大于等于设定值时，控制器选择重载模式控制机具下降，具体包括：控制器控制下降阀动作，悬挂油缸的无杆腔中的液压油通过下降阀回到油箱；此时下降速度设置旋钮的设定值所对应的电流Yb为控制下降阀运动过程的最大电流；在下降启动时，对电流增加过程进行补偿控制，以降低其启动冲击，初始电流给定过程为：

y=kx+e （1）

其中，y表示下降阀电流值；k表示电流变化系数；x表示时间；e表示初始常态电流；

当力传感器采集到的悬挂机构的载荷信息大于等于设定值时，设定新的电流给定过程为：

y₁=k₁kx+e （2）

其中，y₁表示启动补偿后电流值；k₁表示启动补偿系数；不同的载荷信息，对应不同的补偿系数，载荷越大，补偿系数k₁越小。

控制器将下降速度设置旋钮的设定值与给定的速度阈值进行比较，将目标位置设置旋钮的设定值与位置阈值进行比较，从而确定机具下降的减速区间；当机具基于确定的减速区间下降至指定位置时，下降阀在新的电流给定值的控制下工作。

具体工作方式如下：

当操作者通过操控面板上的下降旋钮操作进行三点悬挂下降动作时，此时力传感器11根据采集三点悬挂机构载荷信息，判断是否带有机具或机具载荷信息：

当根据力传感器11采集载荷信息，如果力传感器压力值＜nKN，则控制器13判断此时不带机具或机具自重较轻，此时下降速度设置旋钮14所对应控制对象为机具控制阀6，此时控制器13根据下降速度设置旋钮设定值控制机具控制阀6得相应电流Ya，使其开启相应开度，同时控制开关阀8得电，使其左位作用，则主泵2输出液压油经过机具控制阀6左位及开关阀8左位后，进入悬挂油缸9的有杆腔，悬挂油缸9的无杆腔中的液压油经过开关阀8的左位回到油箱，此时因为本身三点悬挂机构及较小机具自重较小，借助定差溢流阀5，机具控制阀6的前后压差近似定值，悬挂油缸9下降速度与机具控制阀6的开度正相关，也即与下降速度设置旋钮14的设定值正相关。

当根据力传感器11采集载荷信息≥nKN，控制器13判断此时机具为中载/重载，此时控制器13控制下降阀7动作，悬挂油缸9的无杆腔中的液压油通过下降阀7左位回油箱，此时下降速度设置旋钮14的设定值所对应的电流Yb为控制下降阀7运动过程的最大电流，下降阀7的开度及其下降阀入口及出口压差决定了下降速度的快慢，此时启动过程中，电流增大较快，容易产生启动冲击，下降过程容易出现加速，如不进行速度补偿，机具以较快速度撞击地面，容易损坏机具。

在下降启动时，需要对电流增加过程进行补偿控制，以降低其启动冲击，初始电流给定过程为：

y=kx+e （1）

其中，y表示下降阀电流值；k表示电流变化系数；x表示时间；e表示初始常态电流；

当力传感器采集到的悬挂机构的载荷信息大于等于设定值时，设定新的电流给定过程为：

y₁=k₁kx+e （2）

其中，y₁表示启动补偿后电流值；k₁表示启动补偿系数；不同的载荷信息，对应不同的补偿系数，载荷越大，补偿系数k₁越小。

进一步控制器判断下降速度设置旋钮14的设定值a：

当a≥a1时（a1表示第一速度阈值），则进一步判断目标位置设置旋钮15的设定值b，当b≥b1（b1表示第一位置阈值）时，则设定减速区间为c1，也即控制器13控制下降阀7在机具下降到b+c1位置，开始减速控制（即下降阀7在新的电流给定值的控制下工作）；当b＜b1时，则设定减速区间为c2，也即控制器控制下降阀7在机具下降到b+c2位置，开始减速控制；

当a2＜a＜a1时（a2表示第二速度阈值），则进一步判断位置旋钮设定值b，当b≥b1时，则设定减速区间为c3，也即控制器13控制下降阀7在机具下降到b+c3位置，开始减速控制；当b＜b1时，则设定减速区间为c4，也即控制器13控制下降阀7在机具下降到b+c4位置，开始减速控制；

当a≤a2时，因下降速度旋钮设定值本身较小，机具下降速度按照下降速度旋钮设定值，控制器13直接给定下降阀7相应电流，不再需要进行减速控制。

进一步，控制器13判断当前位置（位置传感器12反馈信息）与目标位置设置旋钮15设置的位置（控制面板设定）的间距d：

当d＞c时（c表示计算当前速度旋钮设定值及目标距离旋钮设定值所对应的减速区间开始值），即控制器13判断当前机具位置距离目标位置超过设定减速区间，则控制器13根据下降速度设置旋钮14设定值，给定相应电流值，但随着机具下降，因机具的力矩增大，相同开度下，速度会越来越快，此时对给定电流进行补偿：

y₂=Yb-k₂x （3）

其中，y₂表示力矩增大补偿后电流，Yb表示中载/重载工况下降速度设置旋钮设定值所对应电流值，k₂为力矩增大补偿系数；

进一步，当d＜c，即机具当前实际位置已经在预设减速区间内，在启动时即限制其最大电流，此时不再按照下降速度旋钮设定值给定，对给定的电流进行限定：

y₃=k₃Yb-k₄x （4）

其中，y₃表示小减速区间过程设定电流，k₃为小减速区间时取区间(0.5,1)中数值，实际位置距离目标位置越近，k₃越小，k₄为小减速区间补偿系数；并开始减速，随着实时位置接近设定目标位置，y₃降到一定数值后，下降速度也减速到0；

进一步，随着机具下降过程中，当机具到达d=c时，则进入减速区间，

y₄=y₂-k₅x （5）

其中，y₄表示全减速区间过程设定电流，k₅表示全减速区间补偿系数；则电流近似线性降低，直到达到目标距离，y₄降到一定数值后，则下降速度也减速到0。

本发明可以实现空载或较小负载时，下降速度旋钮设定值对应机具控制阀，结合定差溢流阀，油液进入油缸有杆腔，实现所需下降速度，下降速度为线性变化，解决了空载或轻载下降速度较慢的问题。

本实施例在重载工况下，对下降启动过程进行补偿，降低启动冲击，解决了启动冲击问题；对下降过程距离不同的目标距离时进行缓冲控制，使机具接近目标位置时，有减速过程，到达目标位置时，速度已经停止，停止冲击小，不损坏机具，解决了停止冲击问题；对犁具下降过程，因为力矩变化引起的机具加速，进行补偿控制，使其速度近似恒定，不会引起速度增大较大，使其不能稳定停止，防止速度加速不能稳定停止问题。

实施例三：

基于实施例一所述的一种机具下降稳定控制系统、实施例二所述的一种机具下降稳定控制方法，本实施例提供一种拖拉机，所述拖拉机配置有实施例一所述的机具下降稳定控制系统，并基于实施例二所述的一种机具下降稳定控制方法控制机具稳定下降

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。