[發明專利]用于臂架振動主動控制的控制器、系統以及方法

有效

• 申請號: 201210037035.3
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN103092225A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 黃毅;王佳茜
• 申請（專利權）人: 中聯重科股份有限公司
• 主分類號: G05D19/02
• 分類號: G05D19/02;E04G21/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 南毅寧;周建秋

技術領域

本發明涉及工程機械領域，具體地，涉及一種用于臂架振動主動控制的控制器、系統以及方法。

背景技術

具有臂架的工程機械(例如混凝土泵車)工作時臂架部分伸展較大，在力學上屬懸臂梁結構，受力比較復雜，容易產生振動。混凝土泵車臂架振動是影響泵車整車性能和施工質量的重要因素之一，振動過大會造成臂架末端的軟管無法精確定位，同時產生的動應力直接影響泵車的疲勞壽命。隨著高壓、大排量泵送和超長臂架技術的發展，臂架振動問題越發受到重視，如何有效地主動抑制臂架振動的需求日益迫切。

現有的主動抑制臂架振動的方法一種方式是增設抑制油缸，通過調整抑制油缸的動作來達到減振的目的，但是這種方式要增加抑制油缸、改造機械結構，實施起來較為復雜；另一種方式是如CN102071809A中記載的，采集臂架振動幅度和角度參數來控制電磁比例閥以達到減振的目的，但是這種方式只能起到簡單的主動抑制作用，不夠精確。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于臂架振動主動控制的控制器、系統以及方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種用于臂架振動主動控制的控制器，該控制器包括：信號采集單元，用于采集表征臂架振動情況的振動信號以及表征臂架姿態的姿態信號并將振動信號和姿態信號分別轉換為振動數據和姿態數據；臂架動態特性獲取單元，用于根據信號采集單元轉換得到的姿態數據獲取與該姿態數據對應的臂架動態特性；以及振動控制單元，用于根據信號采集單元轉換得到的振動數據以及臂架動態特性獲取單元獲取的臂架動態特性來計算控制信號并將該控制信號輸出到臂節作動控制單元。

根據本發明的另一方面，本發明還提供一種用于臂架振動的主動控制系統，該系統包括：本發明提供的用于臂架振動主動控制的控制器；臂架振動監測單元，用于檢測臂架的振動情況，生成振動信號并輸出到所述控制器中的信號采集單元；臂架姿態監測單元，用于檢測臂架的姿態，生成姿態信號并輸出到所述控制器中的信號采集單元；以及臂節作動控制單元，用于接收來自所述控制器中振動控制單元的控制信號并根據該控制信號運行。

根據本發明的又一方面，本發明還提供一種用于臂架振動的主動控制方法，該方法包括以下步驟：采集表征臂架振動情況的振動信號以及表征臂架姿態的姿態信號并將振動信號和姿態信號分別轉換為振動數據和姿態數據；根據轉換得到的姿態數據獲取與該姿態數據對應的臂架動態特性；以及根據轉換得到的振動數據以及獲取的臂架動態特性來計算控制信號并將該控制信號輸出到臂節作動控制單元。

通過上述技術方案，本發明提供的用于臂架振動的主動控制的控制器、控制系統以及方法通過對臂架進行振動監測和姿態監測從而得到振動信號和姿態信號，然后利用姿態信號得到臂架在當前姿態下的動態特性，結合振動信號計算出控制信號用以控制臂節作動控制單元，從而達到了較好的主動減振的目的。本發明獲得的減振效果良好，理想泵送工況下可消減混凝土泵車各臂節90％以上的振動量，且系統穩定可靠。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是根據本發明提供的用于臂架振動主動控制的控制器的結構框圖；

圖2是根據本發明優選實施方式提供的控制器中振動控制單元的計算原理圖；

圖3是根據本發明提供的用于臂架振動的主動控制系統的結構框圖；

圖4是根據本發明優選實施方式提供的臂架振動監測單元的結構圖；

圖5是根據本發明提供的用于臂架振動的主動控制方法的流程圖；

圖6是采用本發明的主動控制策略所達到的控制效果示意圖。

附圖標記說明

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。