液压挖掘机是一种能进行各种大功率、高灵敏度作业的工程机械,广泛应用于工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程等各个行业,有着工程机械的皇冠明珠、行业的晴雨表之称,在各国经济建设中占有重要地位。但挖掘机又是一种能耗巨大的工程机械,其能量总利用率仅有20%左右,这其中功率不匹配造成的能量损失占了主要部分,设计合适的功率匹配电控系统对提高挖掘机能量利用率具有十分重要的意义。文章阐述了国内外挖掘机在功率匹配方面的研究现状及电控系统结构,根据其课题的液压挖掘机功能需求、结合其他工程机械产品的特点设计了一款功能丰富、安全性强的通用工程机械电子控制器。在软件实现上,将嵌入式实时系统μC/OS-Ⅱ移植到英飞凌的TC1784微控制器上,设计层次清晰、便于维护和扩展的软件架构。在系统功能设计与实现上,作者首先分析了LSC负载敏感液压系统的工作特性,确定了对发动机采取限制转速波动范围的转速感应整体控制策略,实现发动机的自动怠速、部分故障处理等功能。其次针对在挖掘机工作过程中,负载的剧烈变化引起的发动机与泵的功率匹配不合理造成能量损失的现象,结合课题组其他成员研究的基于AMESim及Matlab/Simulink建立的机电液模型,利用基于模型的的设计思想建立了电控系统模型,在控制模型中采用传统PID与模糊自适应PID相结合的控制算法对负载敏感泵进行最大排量控制,实现发动机的过载保护控制。同时还实现了挖掘机在不同的动力输出模式和在不同工作工况下,对不同的功率需求分别实现对应的功率匹配功能,进而使柴油发动机工作在燃油经济性最好的区间,获得最好的经济效益。最后利用其设计的电子控制系统进行实车试验,验证了系统软硬件的可行性和功率匹配软件算法的实现效果。对挖掘机空载时的典型特征动作和带载持续挖掘动作做了试验研究,利用CAN总线将数据采集到PC机上进行数据分析。通过对比分析,本系统的整体控制效果接近国外某电控系统。