[發明專利]一種快速起豎控制系統

有效

• 申請號: 201910074176.4
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109667815B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 張春峰;耿珧;蘇曉巖;李欣;李森;劉本勇
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: F15B21/08
• 分類號: F15B21/08;F15B1/027;F15B11/08;F15B13/04;F15B15/16;F41F1/00
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;田英楠

1.一種快速起豎控制系統，包括供油單元、多級液壓缸以及相互并聯的多條輔助動力支路和主動力支路，上述快速起豎控制系統還包括切換傳感器、開環控制器、閉環控制器、切換控制器以及多級液壓缸行程傳感器；

所述多級液壓缸的每一級液壓缸均通過所述主動力支路和其中一條輔助動力支路與供油單元連通，并逐級伸出完成起豎臂的起豎；

所述多級液壓缸逐級伸出完成起豎臂的起豎包括以下步驟：

步驟S1，所述每一級液壓缸的伸出均先由開環控制狀態的對應級別的輔助動力支路推動；除最后一級液壓缸以外，其他級液壓缸在接近該級液壓缸最大行程時，切換至開環控制狀態的主動力支路；

步驟S2，所述最后一級液壓缸，在起豎臂的起豎角度接近90°時，切換至可調節開環控制狀態和閉環控制狀態的主動力支路推動，使得起豎臂的起豎角度到達90°，完成起豎；

所述多級液壓缸行程傳感器，用于實時監測所述多級液壓缸的伸出行程；

所述輔助動力支路包括依次連接的開關閥、蓄能器和比例流量閥；

所述步驟S1包括以下步驟：當所述多級液壓缸行程傳感器監測到該級液壓缸接近最大行程時，連接該級液壓缸的開環控制狀態的輔助動力支路的開關閥和比例流量閥關閉，開環控制狀態的主動力支路打開、釋放液油，推動該級液壓缸至最大行程；

所述步驟S2包括以下步驟：所述最后一級液壓缸，在起豎臂的起豎角度接近90°時，所述切換控制器基于模糊規則的調節系數選擇函數來選取參數k，切換至閉環控制狀態的主動力支路推動，完成起豎臂的起豎；

其中，k值和(1-k)值分別是開環控制器和閉環控制器的調節系數，所述調節系數k的參數范圍是(0,1)；開環控制狀態時，k值取在1附近；閉環控制狀態時，k值取在0附近；開環控制狀態和閉環控制狀態切換點前后，k值是一條從1到0的連續漸變的曲線；

所述切換傳感器，用于實時監測起豎臂的起豎狀態反饋給所述切換控制器；

所述開環控制器和所述閉環控制器并聯后串聯所述切換控制器；

從輔助動力源開始工作至主動力源穩定銜接之間有兩個階段，分別是輔助動力源單獨工作階段和主動力源開環工作階段，所述兩個階段開閉環控制器均在開環控制狀態，在起豎過程中存在開環控制到閉環控制的切換；

所述切換控制器，用于根據所述起豎臂的起豎狀態選取參數調節所述主動力支路的控制狀態。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述切換傳感器包括起豎臂加速度傳感器和起豎臂角度傳感器；

所述步驟S1和步驟S2包括：所述起豎臂加速度傳感器實時監測起豎臂的加速度，所述輔助動力支路的比例流量閥根據預設的開啟曲線實時調節蓄能器的輸出流量，使得起豎臂的加速度在限定的范圍內；

所述步驟S2包括：所述起豎臂角度傳感器實時監測起豎臂的角度，當所述起豎臂角度傳感器監測到起豎臂的角度接近90°時，開環控制狀態的最后一條輔助動力支路的開關閥和比例流量閥關閉，可調節開環控制狀態和閉環控制狀態的主動力支路打開、釋放液油，推動與所述最后一條輔助動力支路連通的一級液壓缸伸出，使得起豎臂的起豎角度到達90°，完成起豎。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述起豎臂加速度傳感器和起豎臂角度傳感器搭載在系統的測控單元；

所述測控單元還包括計算機、數據采集卡、變頻器、信號調理模塊、電源；所述計算機與所述數據采集卡通過USB接口相連接，并通過Labview軟件交互；所述起豎臂加速度傳感器和所述起豎臂角度傳感器的輸出端與所述變頻器的輸入端相連接；所述變頻器的輸出端與所述信號調理模塊連接，所述信號調理模塊與所述數據采集卡的輸入端通過電纜連接；所述起豎臂角度傳感器的轉軸與系統外部發射裝置的轉軸同軸連接；所述電源的輸出端分別與計算機、變頻器、數據采集卡、起豎臂角度傳感器、起豎臂加速度傳感器、信號調理模塊的電源輸入端通過電纜連接。