臂架运转速度的控制方法、装置、系统及工程机械与流程

文档序号:13289221阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种臂架运转速度的控制方法,其特征在于,包括:实时获得臂架末端预期的绝对速度;将所述绝对速度与预设的臂架末端的最大安全速度比较:当所述绝对速度小于等于预设的臂架末端的最大安全速度时,按预设的与当前工况对应的、与每个节臂控制阀对应的控制电流控制节臂控制阀的开度;当所述绝对速度大于臂架末端的最大安全速度时,根据所述绝对速度得到每节节臂的实际控制电流,以控制节臂控制阀的开度。2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述根据所述绝对速度得到每节节臂的实际控制电流,具体包括:根据公式得到每节节臂的实际控制电流,其中,为第i节节臂对应的节臂控制阀的实际控制电流,Ii为对第i节节臂对应的节臂控制阀的实时操作所对应的预设的控制电流,IiO为第i节节臂对应的节臂控制阀的最小驱动电流,为臂架末端的最大安全速度,n为臂架中所包含的节臂的个数,i的取值为1…n,vn为臂架末端预期的绝对速度。3.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述实时获得臂架末端预期的绝对速度具体包括:基于设定的平面直角坐标系,根据臂架中每节节臂的臂长,实时获得当前工况下、臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角信息,其中:每个夹角信息以臂架末端与对应的铰接点的连线绕铰接点相对水平面逆时针旋转过的角度为正值,所述设定的平面直角坐标系所在的面为臂架所在的运动面,原点为首节节臂的首端的铰接点;根据所有夹角的角度得到臂架末端预期的绝对速度。4.如权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述基于设定的平面直角坐标系,实时获得当前工况下、臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点的\t连线与水平面之间的夹角信息具体包括:实时获得臂架中各节臂相对水平面的倾斜角度,其中:所述倾斜角度为节臂绕其首端铰接点相对水平面逆时针旋转过的角度时取正值;基于设定的平面直角坐标系,根据臂架中每节节臂的臂长以及倾斜角度得到每节节臂的首端的铰接点的坐标值以及臂架末端的铰接点的坐标值;根据每节节臂的首端的铰接点的坐标值得到臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角。5.如权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述根据每节节臂的首端的铰接点的坐标值得到臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角具体包括:根据公式得到臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角,其中:βn,i为臂架末端与臂架中第i节节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角,(xi,yi)为每节节臂的首端的铰接点的坐标值,(x,y)为臂架末端的铰接点的坐标值,i的取值为1…n。6.如权利要求3~5任一项所述的控制方法,其特征在于,所述根据所有夹角的角度得到臂架末端预期的绝对速度具体包括:基于设定的平面直角坐标系,根据两点间的直线距离公式,确定臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点之间的距离;根据公式vnx=Σi=1n[Ki±×dn_i×cos(βn,i+π/2)×(Ii-IiO)]]]>和vny=Σi=1n[Ki±×dn_i×sin(βn,i+π/2)×(Ii-IiO)],]]>分别确定臂架末端沿x方向上的绝对速度分量和臂架末端沿y方向上的绝对速度分量,其中:vnx为臂架末端沿x方向上的绝对速度分量,vny为臂架末端沿y方向上的绝对速度分量,Ki±为已知系数组,dn_i为臂架末端与第i节节臂的首端的铰接点之间的距离,βn,i\t为臂架末端与臂架中第i节节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角,Ii为第i节节臂预先设定的控制电流,IiO为第i节节臂对应的节臂控制阀的最小驱动电流;根据公式:得到臂架末端预期的绝对速度,其中:vn为臂架末端预期的绝对速度。7.一种臂架运转速度的控制装置,其特征在于,包括:获得模块,用于实时获得臂架末端预期的绝对速度;处理模块,用于将所述绝对速度与预设的臂架末端的最大安全速度比较:当所述绝对速度小于等于预设的臂架末端的最大安全速度时,按预先设定的与当前工况对应的、与每个节臂控制阀对应的控制电流控制节臂控制阀的开度;当所述绝对速度大于臂架末端的最大安全速度时,根据所述绝对速度以及得到每节节臂的实际控制电流,以控制节臂控制阀的开度。8.如权利要求7所述的控制装置,其特征在于,所述处理模块包括:第一计算模块,具体用于根据公式得到每节节臂的实际控制电流,其中,为第i节节臂对应的节臂控制阀的实际控制电流,Ii为对第i节节臂对应的节臂控制阀的实时操作所对应的预设的控制电流,IiO为第i节节臂对应的节臂控制阀的最小驱动电流,为臂架末端的最大安全速度,n为臂架中所包含的节臂的个数,i的取值为1…n,vn为臂架末端预期的绝对速度。9.如权利要求7所述的控制装置,其特征在于,所述获得模块包括:接收模块和第二计算模块,其中:所述接收模块:用于基于设定的平面直角坐标系,根据臂架中每节节臂的臂长,实时获得当前工况下、臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角信息,其中:每个夹角信息以臂架末端与对应的铰接点的\t连线绕铰接点相对水平面逆时针旋转过的角度为正值,所述设定的平面直角坐标系所在的面为臂架所在的运动面,原点为首节节臂的首端的铰接点;所述第二计算模块用于:根据所有夹角的角度得到臂架末端预期的绝对速度。10.如权利要求9所述的控制装置,其特征在于,所述接收模块具体用于:实时获得臂架中各节臂相对水平面的倾斜角度,其中:所述倾斜角度为节臂绕其首端铰接点相对水平面逆时针旋转过的角度时取正值;所述第二计算模块具体用于:基于设定的平面直角坐标系,根据臂架中每节节臂的臂长以及倾斜角度得到每节节臂的首端的铰接点的坐标值以及臂架末端的铰接点的坐标值;还用于根据每节节臂的首端的铰接点的坐标值得到臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角。11.如权利要求10所述的控制装置,其特征在于,所述第二计算模块具体用于:根据公式得到臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角,其中:βn,i为臂架末端与臂架中第i节节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角,(xi,yi)为每节节臂的首端的铰接点的坐标值,(x,y)为臂架末端的铰接点的坐标值,i的取值为1…n。12.如权利要求9~11任一项所述的控制装置,其特征在于,所述第二计算模块具体用于:基于设定的平面直角坐标系,根据两点间的直线距离公式,确定臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点之间的距离;根据公式vnx=Σi=1n[Ki±×dn_i×cos(βn,i+π/2)×(Ii-IiO)]]]>和vny=Σi=1n[Ki±×dn_i×sin(βn,i+π/2)×(Ii-IiO)],]]>分别确定臂架末端沿x方向上\t的绝对速度分量和臂架末端沿y方向上的绝对速度分量,其中:vnx为臂架末端沿x方向上的绝对速度分量,vny为臂架末端沿y方向上的绝对速度分量,Ki±为已知系数组,dn_i为臂架末端与第i节节臂的首端的铰接点之间的距离,βn,i为臂架末端与臂架中第i节节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角,Ii为第i节节臂预先设定的控制电流,IiO为第i节节臂对应的节臂控制阀的最小驱动电流;根据公式:得到臂架末端预期的绝对速度,其中:vn为臂架末端预期的绝对速度。13.一种臂架运转速度的控制系统,其特征在于,包括:检测装置,用于实时获得臂架末端预期的绝对速度;控制装置,用于将所述绝对速度与预设的臂架末端的最大安全速度比较:当所述绝对速度小于等于预设的臂架末端的最大安全速度时,按预先设定的与当前工况对应的、与每个节臂控制阀对应的控制电流控制节臂控制阀的开度;当所述绝对速度大于臂架末端的最大安全速度时,根据所述绝对速度以及得到每节节臂的实际控制电流,并按得到的每节节臂的实际控制电流控制节臂控制阀的开度。14.如权利要求13所述的控制系统,其特征在于,所述检测装置为夹角检测装置,用于基于设定的平面直角坐标系,根据臂架中每节节臂的臂长,实时获得当前工况下、臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角信息,其中:每个夹角信息以臂架末端与对应的铰接点的连线绕铰接点相对水平面逆时针旋转过的角度为正值,所述设定的平面直角坐标系所在的面为臂架所在的运动面,原点为首节节臂的首端的铰接点;所述控制装置与所述夹角检测装置信号连接,用于根据所有夹角的角度得到臂架末端预期的绝对速度。15.如权利要求13所述的控制系统,其特征在于,所述检测装置为倾斜角检测装置,用于实时获得臂架中各节臂相对水平面的倾斜角度,其中:所述倾斜角度为节臂绕其首端铰接点相对水平面逆时针旋转过的角度时取正值;所述控制装置与所述倾斜角检测装置信号连接,用于基于设定的平面直角坐标系,根据臂架中每节节臂的臂长以及倾斜角度得到每节节臂的首端的铰接点的坐标值以及臂架末端的铰接点的坐标值;还用于根据每节节臂的首端的铰接点的坐标值得到臂架末端与臂架中各节臂的首端的铰接点的连线与水平面之间的夹角。16.一种工程机械,包括:转台、安装于所述转台的臂架和用于控制臂架运转速度的臂架阀组,所述臂架包括多节节臂,相邻的两节节臂相互铰接,且与所述转台铰接的节臂为首节臂,所述臂架阀组包括与所述节臂一一对应的节臂控制阀,其特征在于,还包括如权利要求13~15任一项所述的臂架运转速度的控制系统。
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