[发明专利]臂架运动控制方法、控制器及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械控制领域，具体来说是一种臂架运动控制方法、控制器及控制系统。

背景技术

集装箱正面吊运起重机(以下简称正面吊)是一种港口用工程机械，主要通过臂架伸缩和俯仰动作实现集装箱吊运。操作时，由XY型十字手柄输出臂架控制信号，通过控制器运算、处理后，输出臂架驱动信号，控制执行机构推动臂架作伸出、缩回动作及举升、俯下动作。其基本要求是，四个动作的切换应平稳、顺畅，两方向联动要容易实现，并能方便调节臂架运动的快慢。

现有技术中，通常仅对手柄输出的两臂架控制信号分量单独放大，而不对两者进行协调处理。在臂架作一个方向单动时，这不存在问题；但如需臂架在两方向联动，则面临臂架运动微动性、连贯性差的问题，这是因为：

臂架在各方向动作的所需压力不一样。例如，臂架举升和伸出动作的压力差较大，变幅油缸(俯仰油缸)举升主要克服臂架和负载的重力，而伸缩油缸伸出时主要克服臂架内摩擦力和负载重力在这个方向的分力，两者所需压力相差甚远。

臂架变幅油缸、伸缩油缸的内径大小不一样，所需的排量也不一样。一般地，臂架变幅油缸内径大，而伸缩油缸细长，有杆腔则更小；如果臂架同时进行举升和缩回动作，两油缸排量不同将导致臂架举升、缩回动作速度有很大的差别。

液压系统工作方式不一样。例如，正面吊臂架在俯下动作的同时做臂架伸出或缩回动作，则只有臂架俯下动作，这是因为：臂架伸缩需要动力，而俯下不须动力，只需纯粹泄压；这使得液压油都从俯下的回路泄出，从而导致臂架联合动作时的压力难以控制。此时，只有限制俯下动作的速度，才可以使一部分液压油进入伸缩油缸，并推动臂架进行伸缩动作。

与此类似，其它现有工程机械臂架运动时也存在上述问题：在联合动作时两方向动作之间差异大，协调动作困难，臂架运动的微动性、连贯性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种臂架运动控制方法，可协调臂架在两方向的联动，提高臂架运动的微动性、连贯性。在此基础上，本发明还提供一种臂架运动控制器及控制系统。

为解决以上技术问题，本发明提供的臂架运动控制方法，包括：

获取臂架控制信号的两输入分量，分别用于控制臂架伸缩动作、臂架俯仰动作；

以所述两输入分量的幅值均大于预设控制阀值为条件，获得臂架是否进行联动的判断结果；

当所述判断结果表征臂架联动时，将所述两输入分量分别与对应的预设基准值比较，确定臂架的当前联动区域；

根据预设臂架动作方向的难度值，选择所述当前联动区域中难度值较小方向对应的输入分量为第一目标信号，另一输入分量为第二目标信号；

获取所述第一目标信号对应的第一比例系数、所述第二目标信号对应的第二比例系数，其中，所述第一比例系数小于1，所述第二比例系数大于或等于1；

根据所述第一比例系数、第二比例系数，分别对所述第一目标信号、第二目标信号变换，生成两输出分量；

根据所述两输出分量，分别输出臂架伸缩驱动信号、臂架俯仰驱动信号。

优选地，根据所述第一目标信号的幅值、第二目标信号的幅值，计算限制系数，作为所述第一比例系数。

优选地，根据所述第一目标信号的幅值与所述第一目标信号的幅值和第二目标信号的幅值的加权和的比值，计算所述限制系数。

优选地，获取预设比例常数，作为所述第二比例系数。

优选地，所述预设比例常数为1。

优选地，所述臂架伸缩驱动信号、臂架俯仰驱动信号为脉冲宽度调制信号。

本发明提供的臂架运动控制器，包括：

控制信号采集单元，用于获取臂架控制信号的两输入分量，分别用于控制臂架伸缩动作、臂架俯仰动作；

臂架联动判断单元，用于以所述两输入分量的幅值均大于预设控制阀值为条件，获得臂架是否进行联动的判断结果；

联动区域确认单元，用于当所述判断结果表征臂架联动时，将所述两输入分量分别与对应的预设基准值比较，确定臂架的当前联动区域；

目标信号选择单元，用于根据预设臂架动作方向的难度值，选择所述当前联动区域中难度值较小方向对应的输入分量为第一目标信号，另一输入分量为第二目标信号；

比例系数获取单元，用于获取所述第一目标信号对应的第一比例系数、所述第二目标信号对应的第二比例系数，其中，所述第一比例系数小于1，所述第二比例系数大于或等于1；

输出信号生成单元，用于根据所述第一比例系数、第二比例系数，分别对所述第一目标信号、第二目标信号变换，生成两输出分量；