高空作业平台电机转速控制方法、系统及存储介质与流程

1.本发明属于工程器械领域，具体涉及一种高空作业平台电机转速控制方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.高空作业车作为一种运送人员、材料以及工具到指定位置进行作业的工程设备，因其具有灵活性、高效性、安全性的特点而得到广泛应用。高空作业车具有水平延伸大、作业高度高等特点，对操作的稳定性、舒适性要求高。目前，随着对环保的法规越来越严，高空作业平台的电驱(混动)化成为一种趋势。在电驱产品控制中，由泵电机带动液压泵给整车动作提供动力，且泵电机只在打动作时才会工作提供动力。泵电机的速度控制优劣就会影响动作控制的可靠、臂架稳定性及舒适度，特别是在泵电机停止过程中，电驱控制器是根据给定的转速和停止时间来控制停止的，但是，在传统转速控制方式中，转速和停止时间为正比例相关关系，极易引起动作的无过渡斜坡停止，带来操作冲击及液压系统憋压等问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高空作业平台电机转速控制方法，解决了泵电机停止过程中容易出现操作冲击及液压系统憋压的问题。本发明还提出了一种高空作业平台电机转速控制系统和一种用于执行上述高空作业平台电机转速控制方法的计算机可读存储介质。
4.根据本发明第一方面实施例的高空作业平台电机转速控制方法，包括以下步骤：
5.获取需求转速；
6.根据所述需求转速确定停止斜坡时间，其中，所述需求转速越大，所述需求转速与所述停止斜坡时间的停止斜坡比值越小；
7.将所述需求转速和所述停止斜坡时间传输至电驱控制器。
8.根据本发明实施例的高空作业平台电机转速控制方法，至少具有如下技术效果：通过约束需求转速之间相关关系，使得需求转速越大时，需求转速与所述停止斜坡时间的停止斜坡比值越小，从而能够保证在需求转速较低时可以让泵电机有足够的时间完成停止动作，不会因为停止斜坡时间不够而出现急停现象，相较于直接采用需求转速与停止斜坡时间为正比例相关的约束方式而言，极大的提高了泵电机停止过程中整个液压系统的平稳性、可靠性和舒适性。
9.根据本发明的一些实施例，所述获取需求转速，包括以下步骤：
10.获取动作全行程时间，并根据所述动作全行程时间确定需求流量，其中，所述动作全行程时间与所述需求流量为负相关；
11.根据所述需求流量确定所述需求转速，其中，所述需求流量与所述需求转速为正相关。
12.根据本发明的一些实施例，所述需求转速小于预设的上限转速阈值。
13.根据本发明的一些实施例，所述停止斜坡时间小于预设的停止上限斜坡时间。
14.根据本发明的一些实施例，若获取到多个所述动作全行程时间，根据多个所述动作全行程时间确定多个所述需求流量；
15.所述根据所述需求流量确定所述需求转速，包括以下步骤：
16.根据多个所述需求流量确定多个需求中间转速；
17.选取多个所述需求中间转速中转数值最大的作为所述需求转速。
18.根据本发明的一些实施例，根据所述需求转速确定停止斜坡时间包括以下步骤：
19.根据多个所述需求中间转速确定多个所述停止斜坡中间时间；
20.选取多个所述停止斜坡中间时间中时间最长的作为所述停止斜坡时间。
21.根据发明第二方面实施例的高空作业平台电机转速控制系统，包括：
22.转速获取模块，用于获取需求转速；
23.停止时间确定模块，用于根据所述需求转速确定停止斜坡时间，其中，所述需求转速越大，所述需求转速与所述停止斜坡时间的停止斜坡比值越小；
24.控制信号发送模块，用于将所述需求转速和所述停止斜坡时间传输至电驱控制器。
25.根据本发明实施例的高空作业平台电机转速控制系统，至少具有如下有益效果：通过约束需求转速之间相关关系，使得需求转速越大时，需求转速与所述停止斜坡时间的停止斜坡比值越小，从而能够保证在需求转速较低时可以让泵电机有足够的时间完成停止动作，不会因为停止斜坡时间不够而出现急停现象，相较于直接采用需求转速与停止斜坡时间为正比例相关的约束方式而言，极大的提高了泵电机停止过程中整个液压系统的平稳性、可靠性和舒适性。
26.根据本发明的一些实施例，所述转速获取模块包括:
27.全程时间确定单元,用于获取动作全行程时间，并根据所述动作全行程时间确定需求流量，其中，所述动作全行程时间与所述需求流量为负相关；
28.转速确定单元，用于根据所述需求流量确定所述需求转速，其中，所述需求流量与所述需求转速为正相关。
29.根据发明第三方面实施例的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行上述的高空作业平台电机转速控制方法。
30.根据本发明实施例的计算机可读存储介质，至少具有如下有益效果：通过存储介质可以便于计算机可执行指令的存储和转移。
31.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
32.本发明的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
33.图1是执行本发明实施例的高空作业平台电机转速控制方法的流程框图；
34.图2是本发明实施例的高空作业平台电机转速控制方法确定需求转速的关系示意
图。
具体实施方式
35.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
36.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二、第三、第四等等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
37.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
38.根据图1至图2描述根据本发明第一方面实施例的高空作业平台电机转速控制方法。
39.根据本发明实施例的高空作业平台电机转速控制方法，包括以下步骤：
40.获取需求转速；
41.根据需求转速确定停止斜坡时间，其中，需求转速越大，需求转速与停止斜坡时间的停止斜坡比值越小；
42.将需求转速和停止斜坡时间传输至电驱控制器。
43.参考图1、图2，首先需要获取需求转速，需求转速在操作员打出操作动作时，便可以确定，例如：对于手柄推动操作的臂车而言，推动的幅度越大则代表需求转速越高，对于只有固定档位速度的臂车而言，对应的档位越高则代表需求转速越高。
44.确定转速之后便需要确定具体的停止斜坡时间，即泵电机从需求转速到转动停止所需要消耗的时间。传统的方式确定需求转速和停止斜坡时间的对应关系，基本上是采用正比例相关和负比例相关的方式，例如：转速从3000转到停止，需要花费3s时间，那么从1500转到停止则是1.5s时间，这种方式会导致臂车在对应动作本身还处于降速过程中时，泵电机便已停止工作(即停止供油)，从而会出现急停的现象、斜坡降速控制无法实现、动作停止冲击大。针对此问题，本发明实施例不再简单采用线性相关的方式来约束需求转速和停止斜坡时间的对应关系，采用了设置停止斜坡比值和需求转速之间对应关系，即需求转速越大，停止斜坡比值便越大，从而可以延长在需求转速较低时，从需求转速到完全停止所需要花费的时间，避免出现臂车在对应动作本身还处于降速过程中时泵电机便已停止工作的现象出现。这里为了更加清晰的说明上述约束关系，以所有需求转速下对应的停止斜坡时间为固定的3s为例进行说明，当需求转速越低时，因为停止斜坡时间不变，则停止斜坡比值必然会减小；这里进一步考虑实际需求，在需求转速极低时(例如：只达到上限转速阈值的1/4时)，停止斜坡时间可能不再需要花费3s，但是臂车完成停止动作可能仍然需要花费2秒的时间(即停止斜坡时间为2s)，此时虽然停止斜坡时间变短，但是停止斜坡比值却仍然是减小的。这里需要说明，在实际工程中，停止斜坡比值与需求转速的对应的关系会在臂车系统设计好之后便会确定，因此在获得需求转速后，便可以快速的根据提前确定好的对应关系来确定对应的停止斜坡比值。
45.根据本发明实施例的高空作业平台电机转速控制方法，通过约束需求转速之间相
关关系，使得需求转速越大时，需求转速与停止斜坡时间的停止斜坡比值越小，从而能够保证在需求转速较低时可以让泵电机有足够的时间完成停止动作，不会因为停止斜坡时间不够而出现急停现象，相较于直接采用需求转速与停止斜坡时间为正比例相关的约束方式而言，极大的提高了泵电机停止过程中整个液压系统的平稳性、可靠性和舒适性。
46.在本发明的一些实施例中，停止斜坡时间＝k*需求转速*停止上限斜坡时间，且需求转速越大，k值越大，且k*需求转速小于停止上限斜坡时间。具体的，k值的变化率与需求转速增加的关系，可以为二次函数关系，也可以取更高幂次。
47.在本发明的一些实施例中，某些高空作业平台本身局限比较大，可以对停止斜坡时间取定值，例如：始终为3s。或则，根据具体高空作业平台的转动时的规律，可以对停止斜坡时间进行阶段性取值，例如：3000转转到停止转为3s，2000转到停止为2.5s，1000转到停止为2s。
48.在本发明的一些实施例中，获取需求转速，包括以下步骤：
49.获取动作全行程时间，并根据动作全行程时间确定需求流量，其中，动作全行程时间与需求流量为负相关；
50.根据需求流量确定需求转速，其中，需求流量与需求转速为正相关。
51.参考图2，在臂车设计时，需要先确定每个动作完成全行程需要花费的动作全行程时间t，且一旦臂车的液压系统确定好，如果需要改变动作全行程时间，则需要准确的控制液压系统中需求流量q，通常需要的动作全行程时间越短，需要的驱动力越大，即需要的需求流量越大,而需求流量的实际控制则是由泵电机来完成，从而可以根据动作全行程时间来确定泵电机的需求转速r。而动作全行程时间则是在操作员发出动作指令时便动作指令确定，以手柄推动操作的臂车而言，通常幅度越大则代表需要以越快的速度完成该动作，则说明对应着越短的动作全行程时间。
52.在本发明的一些实施例中，需求转速小于预设的上限转速阈值。设置上限转速阈值可以防止转速过高，导致对液压系统造成损坏，也可避免操作速快过快，容易引发安全事故。
53.在本发明的一些实施例中，停止斜坡时间小于预设的停止上限斜坡时间。停止斜坡时间不能过长，容易造成整个臂车系统停止动作时的响应速度变慢。
54.在本发明的一些实施例中，若获取到多个动作全行程时间，根据多个动作全行程时间确定多个需求流量；
55.根据需求流量确定需求转速，包括以下步骤：
56.根据多个需求流量确定多个需求中间转速；
57.选取多个需求中间转速中转数值最大的作为需求转速；
58.根据多个需求中间转速确定多个停止斜坡中间时间；
59.选取多个停止斜坡中间时间中时间最长的作为停止斜坡时间。
60.臂车在很多情况下需要进行复合运动，例如同时进行伸缩臂和臂抬升，此时，针对每个分动作都会有一个对应的需求流量，即都会对应一个需求中间转速，而每一个需求中间转速都会对应一个停止斜坡中间时间。以最大的需求中间转速和最长的停止斜坡中间时间作为控制泵电机的依据，则可以保证所有动作都能够有足够的时间和动力来完成停止动作，反之，则很可能出现部分停止动作完成不到位情形。
61.根据发明第二方面实施例的高空作业平台电机转速控制系统，包括：转速获取模块、停止时间确定模块、控制信号发送模块。
62.转速获取模块，用于获取需求转速；
63.停止时间确定模块，用于根据需求转速确定停止斜坡时间，其中，需求转速越大，需求转速与停止斜坡时间的停止斜坡比值越小；
64.控制信号发送模块，用于将需求转速和停止斜坡时间传输至电驱控制器。
65.参考1、图2，首先需要通过转速获取模块获取需求转速，需求转速在操作员打出操作动作时，便可以确定，例如：对于手柄推动操作的臂车而言，推动的幅度越大则代表需求转速越高，对于只有固定档位速度的臂车而言，对应的档位越高则代表需求转速越高。
66.确定转速之后便需要通过停止时间确定模块进一步确定具体的停止斜坡时间，即泵电机从需求转速到转动停止所需要消耗的时间。传统的方式确定需求转速和停止斜坡时间的对应关系，基本上是采用正比例相关和负比例相关的方式，例如：转速从3000转到停止，需要花费3s时间，那么从1500转到停止则是1.5s时间，这种方式会导致臂车在对应动作本身还处于降速过程中时，泵电机便已停止工作(即停止供油)，从而会出现急停的现象、斜坡降速控制无法实现、动作停止冲击大。针对此问题，本发明实施例不再简单采用线性相关的方式来约束需求转速和停止斜坡时间的对应关系，采用了设置停止斜坡比值和需求转速之间对应关系，即需求转速越大，停止斜坡比值便越大，从而可以延长在需求转速较低时，从需求转速到完全停止所需要花费的时间，避免出现臂车在对应动作本身还处于降速过程中时泵电机便已停止工作的现象出现。这里为了更加清晰的说明上述约束关系，以所有需求转速下对应的停止斜坡时间为固定的3s为例进行说明，当需求转速越低时，因为停止斜坡时间不变，则停止斜坡比值必然会减小；这里进一步考虑实际需求，在需求转速极低时(例如：只达到上限转速阈值的1/4时)，停止斜坡时间可能不再需要花费3s，但是臂车完成停止动作可能仍然需要花费2秒的时间(即停止斜坡时间为2s)，此时虽然停止斜坡时间变短，但是停止斜坡比值却仍然是减小的。这里需要说明，在实际工程中，停止斜坡比值与需求转速的对应的关系会在臂车系统设计好之后便会确定，因此在获得需求转速后，便可以快速的根据提前确定好的对应关系来确定对应的停止斜坡比值。
67.根据本发明实施例的高空作业平台电机转速控制系统，通过约束需求转速之间相关关系，使得需求转速越大时，需求转速与停止斜坡时间的停止斜坡比值越小，从而能够保证在需求转速较低时可以让泵电机有足够的时间完成停止动作，不会因为停止斜坡时间不够而出现急停现象，相较于直接采用需求转速与停止斜坡时间为正比例相关的约束方式而言，极大的提高了泵电机停止过程中整个液压系统的平稳性、可靠性和舒适性。
68.在本发明的一些实施例中，转速获取模块包括:
69.全程时间确定单元,用于获取动作全行程时间，并根据动作全行程时间确定需求流量，其中，动作全行程时间与需求流量为负相关；
70.转速确定单元，用于根据需求流量确定需求转速，其中，需求流量与需求转速为正相关。
71.参考图2，在臂车设计时，需要先确定每个动作完成全行程需要花费的动作全行程时间，且一旦臂车的液压系统确定好，如果需要改变动作全行程时间，则需要准确的控制液压系统中需求流量，通常需要的动作全行程时间越短，需要的驱动力越大，即需要的需求流
量越大,而需求流量的实际控制则是由泵电机来完成，从而可以根据动作全行程时间来确定泵电机的需求转速。而动作全行程时间则是在操作员发出动作指令时便动作指令确定，以手柄推动操作的臂车而言，通常幅度越大则代表需要以越快的速度完成该动作，则说明对应着越短的动作全行程时间。
72.根据发明第三方面实施例的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行上述的高空作业平台电机转速控制方法。
73.根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储介质可以便于计算机可执行指令的存储和转移。
74.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
75.尽管上述结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。