一种PTO控制系统、方法、设备、计算机程序产品与流程

本技术属于一种控制系统，具体涉及一种pto控制系统、方法、设备、计算机程序产品。

背景技术：

1、在农业机械领域中，当前拖拉机上的pto(power take-off，动力输出)装置中，离合器和档位的控制方式相对简单，主要采用开关控制。然而，在实际作业过程中，特别是在旋耕等复杂工况下，pto挂挡过程中容易出现故障，不仅影响拖拉机的正常工作，也会对农业机具的使用寿命造成潜在威胁。现有的pto控制技术主要存在以下缺陷：(1)对操作人员的技能要求较高，提高了拖拉机驾驶员的培训难度；(2)控制精度不足，导致能源浪费和作业效率低下；(3)应对突发状况的能力较弱，在作业过程中无法及时处理故障。因此，迫切需要深入研究智能化、精确化的pto控制策略，以满足现代农业生产的需求。

技术实现思路

1、本技术针对现有pto控制技术存在对操作人员技能要求高、控制精度不足和应对突发状态能力较弱的技术问题，提供一种pto控制系统、方法、设备、计算机程序产品。

2、为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本技术提出一种pto控制系统，包括：

4、第一自学习模块，用于在接收第一自学习指令后，根据发出的pto离合器控制电流和记录的pto离合器实际压力进行自学习，输出pto离合器压力电流关系曲线、pto离合器指令1、pto挡位指令1和pto离合器目标电流1；

5、第二自学习模块，用于在接收第二自学习指令后，根据pto输出轴转速进行自学习，输出pto离合器结合点压力、pto离合器指令2、pto挡位指令2和pto离合器目标压力1；

6、第三自学习模块，用于在接收第三自学习指令后，根据pto离合器结合点压力和pto离合器实际压力进行自学习，输出pto离合器充油时间、pto离合器指令3、pto挡位指令3和pto离合器目标压力2；

7、故障诊断与响应模块，用于预设诊断阈值，根据诊断阈值，以及当前的pto输入轴转速、pto输出轴转速、pto离合器控制电流和pto挡位控制电流进行诊断和响应，输出pto离合器故障标志、pto档位故障标志、pto离合器指令4和pto挡位指令4；

8、决策模块，用于根据pto离合器指令1至pto离合器指令4、pto挡位指令1至pto挡位指令4、pto离合器故障标志、pto档位故障标志，以及驾驶员对pto离合器和pto挡位的控制，输出pto离合器指令6和pto挡位指令6；

9、协调模块，用于根据pto离合器指令6、pto挡位指令6、pto离合器结合点压力、pto离合器充油时间和pto输出轴转速，输出pto离合器目标压力3和pto挡位指令7；

10、控制模块，用于根据pto离合器目标电流1、pto离合器目标压力1至pto离合器目标压力3、pto离合器压力电流关系曲线和pto挡位指令7，输出pto离合器控制电流和pto挡位控制电流。

11、进一步地，还包括数据管理模块；

12、所述数据管理模块，用于根据pto离合器控制电流、pto挡位控制电流、pto离合器故障标志和pto挡位故障标志，记录pto挂挡次数和pto工作时间。

13、进一步地，所述第一自学习模块，还用于输出第一自学习模块的工作状态；

14、所述第二自学习模块，还用于输出第二自学习模块的工作状态；

15、所述第三自学习模块，还用于输出第三自学习模块的工作状态；

16、所述决策模块和所述控制模块，还用于接收第一自学习模块的工作状态、第二自学习模块的工作状态和第三自学习模块的工作状态；

17、所述数据管理模块，还用于接收第一自学习模块的工作状态、第二自学习模块的工作状态和第三自学习模块的工作状态，记录第一自学习模块的自学习次数、第二自学习模块的自学习次数和第三自学习模块的自学习次数。

18、进一步地，所述决策模块中包括：

19、输出pto离合器指令6时，包括：

20、若pto离合器故障标志激活，则以pto离合器指令4作为pto离合器指令6；

21、若第一自学习模块的工作状态激活，则以pto离合器指令1作为pto离合器指令6；

22、若第二自学习模块的工作状态激活，则以pto离合器指令2作为pto离合器指令6；

23、若第三自学习模块的工作状态激活，则以pto离合器指令3作为pto离合器指令6；

24、否则，则以pto离合器指令5作为pto离合器指令6；

25、输出pto挡位指令6时，包括：

26、若pto挡位故障标志激活，则以pto挡位指令4作为pto挡位指令6；

27、若第一自学习模块的工作状态激活，则以pto挡位指令1作为pto挡位指令6；

28、若第二自学习模块的工作状态激活，则以pto挡位指令2作为pto挡位指令6；

29、若第三自学习模块的工作状态激活，则以pto挡位指令3作为pto挡位指令6；

30、否则，则以pto挡位指令5作为pto挡位指令6。

31、进一步地，所述协调模块包括：

32、(1)当pto档位指令6发生变化，且pto离合器指令6为接合时，将pto离合器目标压力3置为0，使离合器完全分离；

33、(2)将pto离合器目标压力3置为设定值p1，同时，将pto档位指令7置为0，持续时间为pto离合器充油时间；

34、(3)将pto档位指令7置为pto档位指令6；

35、(4)将pto离合器目标压力3置为pto离合器接合点压力，直至pto输出轴转速达到转速阈值，或者持续时间超过时间阈值，执行步骤(5)；

36、(5)将pto离合器目标压力3按照预设梯度增加至最大，直至离合器完全闭锁。

37、进一步地，所述控制模块中包括：

38、输出pto离合器控制电流时，包括：

39、若第一自学习模块的工作状态激活，则以pto离合器目标电流1作为pto离合器控制电流；

40、若第二自学习模块的工作状态激活，则根据pto离合器目标压力1和pto离合器压力电流关系曲线，查表得到对应的电流作为pto离合器控制电流；

41、若第三自学习模块的工作状态激活，则根据pto离合器目标压力2和pto离合器压力电流关系曲线，查表得到对应的电流作为pto离合器控制电流；

42、否则，则根据pto离合器目标压力3和pto离合器压力电流关系曲线，查表得到对应的电流作为pto离合器控制电流；

43、输出pto挡位控制电流时，包括：

44、根据pto档位指令7计算得到目标档位矩阵，根据所述目标挡位矩阵，得到pto档位控制电流。

45、进一步地，所述故障诊断与响应模块中，所述pto离合器故障标志和所述pto档位故障标志的确定，包括：

46、对应pto离合器和pto挡位分别设置两个计时器，记作计时器1和计时器2；

47、对于pto离合器或pto挡位：若故障发生，则同时使计时器2清零，计时器1启动，累积时间达到阈值1时，故障标志置为1，并使计时器1保持；若故障消失，则同时使计时器1清零，计时器2启动，累计时间达到阈值2时，故障标志置为0，并使计时器2保持。

48、第二方面，本技术提出一种pto控制方法，基于上述pto控制系统，包括：

49、在接收第一自学习指令后，根据发出的pto离合器控制电流和记录的pto离合器实际压力进行自学习，输出pto离合器压力电流关系曲线、pto离合器指令1、pto挡位指令1和pto离合器目标电流1；

50、在接收第二自学习指令后，根据pto输出轴转速进行自学习，输出pto离合器结合点压力、pto离合器指令2、pto挡位指令2和pto离合器目标压力1；

51、在接收第三自学习指令后，根据pto离合器结合点压力和pto离合器实际压力进行自学习，输出pto离合器充油时间、pto离合器指令3、pto挡位指令3和pto离合器目标压力2；

52、预设诊断阈值，根据诊断阈值，以及当前的pto输入轴转速、pto输出轴转速、pto离合器控制电流和pto挡位控制电流进行诊断和响应，输出pto离合器故障标志、pto档位故障标志、pto离合器指令4和pto挡位指令4；

53、根据pto离合器指令1至pto离合器指令4、pto挡位指令1至pto挡位指令4、pto离合器故障标志、pto档位故障标志，以及驾驶员对pto离合器和pto挡位的控制，输出pto离合器指令6和pto挡位指令6；

54、根据pto离合器指令6、pto挡位指令6、pto离合器结合点压力、pto离合器充油时间和pto输出轴转速，输出pto离合器目标压力3和pto挡位指令7；

55、根据pto离合器目标电流1、pto离合器目标压力1至pto离合器目标压力3、pto离合器压力电流关系曲线和pto挡位指令7，输出pto离合器控制电流和pto挡位控制电流。

56、第三方面，本技术提出一种pto控制设备，包括处理器和存储器；

57、所述存储器被配置为存储计算机程序；

58、所述处理器被配置为执行所述存储器中存储的计算机程序，实现上述的pto控制方法。

59、第四方面，本技术提出一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的pto控制方法。

60、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：

61、本技术提出一种pto控制系统，包括第一自学习模块、第二自学习模块、第三自学习模块、故障诊断与响应模块、决策模块、协调模块和控制模块。其中，第一自学习模块能够学习离合器压力电流关系曲线，第二自学习模块能够学习离合器接合点电压，第三自学习模块能够学习离合器充油时间，故障诊断与响应模块能够判断pto离合器和挡位的相关故障情况，并响应对应的指令，决策模块能够根据自学习情况、故障诊断情况和驾驶员意图，对目标挡位进行修正，协调模块能够协调pto离合器和挡位的工作顺序，控制模块能够根据设定的优先级控制离合器电磁阀和档位电磁阀正确执行其被要求的动作。通过集成的pto控制系统，为pto动力输出控制提供了一套全新的解决方案，具有广泛的市场应用前景。引入先进的模块化设计，使用完善的自学习技术，具备故障诊断与响应功能，通过各模块之间的协同工作，实现对pto的全面、实时、精准控制，也可以根据使用需要对控制系统中的模块进行增减或替换，有利于控制系统的进一步升级和迭代，易于扩展，具有良好的可移植性，能够弥补由机械零部件和装配的不一致性引起的性能差异。在提高控制性能的同时，还保障了整体工作的稳定性和可靠性，从而提升了pto动力输出装置的工作效率和使用寿命。

62、本技术还提出了一种pto控制方法、一种pto控制设备，以及一种计算机程序产品，具备上述pto控制系统的全部优势。