[發明專利]控制空中裝置的方法和有實現此方法的控制器的空中裝置

有效

• 申請號: 201510958116.0
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN105717947B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 奧利弗·薩沃德尼;亞歷山大·佩爾奇
• 申請（專利權）人: 依維柯馬基路斯公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;李春暉

提供一種控制空中裝置的方法和有實現此方法的控制器的空中裝置?？罩醒b置包括：伸縮套管、用于檢測伸縮套管在水平方向和垂直方向上的彎曲狀態的應變計傳感器、附接至伸縮套管的頂部的陀螺儀以及基于從SG傳感器和陀螺儀獲得的信號值來控制空中裝置的運動的控制設備，該方法包括：從應變計傳感器和陀螺儀獲得原始信號SG_Raw和GY_Raw；根據SG_Raw和GY_Raw計算表示應變值的應變計參考信號SG_Ref和表示角速度值的陀螺儀參考信號GY_Ref，并且計算從角位置值或角速度測量值得出的角加速度參考值AA_Ref；根據參考信號和與空中裝置的結構有關的附加模型參數PAR來重構第一振動模式f₁和至少一個第二振動模式f₂；根據f₁和f₂來計算補償角速度值AV_Comp；將所計算的補償角速度值AV_Comp與前饋角速度值相加以得到驅動控制信號。

技術領域

本發明涉及控制空中裝置的方法以及包括實現此控制方法的控制器的空中裝置。

背景技術

這種空中裝置是例如具有可彎曲鉸接臂(bendable articulated arm)的轉臺云梯，該可彎曲鉸接臂附接至伸縮套管(telescopic boom)的上端。然而，本發明不限于這種消防梯，而是還包括類似系統，例如，鉸接的或伸縮的平臺和空中救援設備。通常，這些系統安裝在車輛上，使得這些系統可旋轉并且可直立。

例如，根據文件DE 9416367 U1，鉸接臂附接至伸縮套管的最頂部元件的頂端并且從完全縮回的伸縮套管突出，使得鉸接臂能夠在任何時候都可轉動，而與套管的當前伸出長度無關。具有本身能夠伸縮的鉸接臂的梯子的示例由EP 1726733 B1公開。在另一備選設計中，如在EP 2182164 B1中所公開的，鉸接臂被包括在伸縮套管的最頂部元件中，使得鉸接臂可完全縮回伸縮套管中，但是從上部的特定長度起可轉動。

此外，用于轉臺云梯、高架平臺等的控制裝置在EP 1138868 B1和EP 1138867 B1中公開。在這些文件中討論的常見問題是在梯子運動期間對振動的抑制。隨著梯子長度的增加，該問題甚至變得更加重要。因此，已經提出了將用于檢測當前振動運動的傳感器沿伸縮套管附接在不同位置。為此，使用了應變計傳感器(下文中也稱為SG傳感器(使用SG作為“應變(strain gauge)”的縮寫))和附接在伸縮套管的上部、用于直接測量梯子的上端的角速度的附加的兩軸或三軸陀螺儀，該陀螺儀最好接近鉸接臂的支點或者接近梯子的尖端。提供了基于從SG傳感器和陀螺儀獲得的信號值來控制空中裝置的運動的控制器。在操作期間，尤其是在用于移動空中裝置的輸入命令被傳遞至控制器時，借助于處理信號值來將當前振動狀態考慮在內，使得梯子的運動可被校正，使得無論套管的彈性柔度如何，梯子的頂端都達到并且保持目標位置。

用于主動抑制轉臺云梯或類似裝置的套管的振動的現有方法不適合于或不能應用于相對較大的鉸接臂，即，具有鉸接臂和尤其超過32m的最大可達高度的梯子。對于這些梯子，由于其套管的長度與其橫截面相關，必須要考慮材料的空間關系，因此基于集總質量近似的集總參數模型不適合于充分描述這種梯子的彈性振動。另外，不僅基本振動，而且二次諧振(以及可能更高次的諧振)需要被主動抑制，并且需要考慮對鉸接臂的影響和尤其擺角(pivot angle)的變化。另外，最多32m的梯子除外，不能假定在水平方向上的彈性彎曲與扭轉是彼此獨立的。而是，如下面詳細描述的，所有振動模式與轉臺的包括結合的彎曲偏轉和扭轉偏轉的旋轉相關。