自液力传动技术在装载机上应用而来,解决了因车辆工况多变而导致的功率匹配问题,人们转而将目光转至装载机的核心组件工作装置。工作装置的作业效率在很大程度上决定了整机性能,但如何进一步提高其工作效率,降低驾驶员操作强度,则对控制系统提出了更高的要求。随着最近几年来装载机普遍应用机电一体化技术,国内外的主流产品主要集中于基于负载敏感的液压比例或电液比例先导控制系统。虽然比例控制系统在装载机中已经应用成功,但由于各厂商采用的控制算法不同,其控制品质也有所差异。本文依托于校企合作项目“装载机开发”(项目号:FW/RD201640),针对目前国内装载机工作装置系统所存在的问题进行重点研究,并将相应成果应用在样车上。该系统采用电液比例控制,极大的提升了整机的作业效率和自动化程度,同时,也有效的改善驾驶人员的操作体验。本文通过理论研究、仿真分析和样车实验,对其系统特性进行全面分析并得出相关结论。理论研究阶段,在查阅大量文献的基础上,总结国内外电液比例技术在装载机上的技术现状和应用,同时完成电液比例控制系统的原理分析和组成说明。完成装载机工作装置电液比例控制系统的设计,辅以整机的具体动作对液压系统工作原理进行具体分析,同时完成对微机控制系统的元件选型和电控系统的分析与设计。通过构建系统各环节主要元件的理论模型,推导出传递函数并对其进行稳定性校核,为接下来的控制策略研究和仿真分析奠定理论基础。利用MATLAB/Simulink软件平台完成对装载机工作装置电液比例控制系统仿真模型的构建,结合各类控制策略对仿真结果进行分析,对比各种算法的优势及不足,引出分数阶PI~λD~μ控制算法并应用于该系统。仿真结果表明,相比于传统的整数阶控制算法而言,分数阶PI~λD~μ控制算法在控制形式上更为灵活,能取得更好的控制效果。以某型号装载机为试验样车,设计了工作装置电液比例控制系统实验方案,对理论研究、仿真分析所得到的系统模型进行进一步验证。实验结果表明,电液比例控制系统在样车上的实际性能表现和理论分析模型基本符合。实验结果对前文的理论分析有很好的验证作用,说明分数阶PI~λD~μ控制算法在装载机工作装置电液比例系统中有良好的性能表现,为分数阶PI~λD~μ控制算法在其他工程车辆电液比例控制系统中的应用中提供一定工程实际参考价值。