[发明专利]振动自稳控制方法、装置和系统、以及起重机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种振动自稳控制方法、装置和系统、以及设置有振动自稳控制系统的起重机。

背景技术

振动是一切运动机械以及承受动态载荷的工程结构所具有的运动现象。振动信号中包含着机械及结构的内在特性和运行状况的信息。振动状态还体现着结构运行的品质，如车辆、航空航天设备、工程机械等运载工具的安全性及舒适性；桥梁、水坝以及其他大型结构的抗灾害的能力及寿命等。

因此，振动测量和分析已成为最为常用、有效的基本试验手段之一，是相关行业的工程技术人员及科研人员都要掌握的基本技术手段和必备的知识。

然而，起重机在复杂的吊载环境下，容易出现大臂抖动、回转抖动和变幅抖动等振动问题，严重时会发生共振现象。由于共振会造成零部件及系统的提前疲劳，致使其寿命缩短，甚至会因此而出现工程安全问题。

目前，在处理因起重机抖动而发生部件疲劳损坏的问题时，所采用的传统处理方式准确性差、可靠性低，无法推广应用，且不能够对故障的根本原因进行全面分析。

当然，其他的工程机械也同样存在这样的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种振动自稳控制方法、装置和系统，能够实现对工程机械共振的检测并减少共振。

此外，本发明还提出一种设置有振动自稳控制系统的起重机，能够检测是否有共振发生并及时进行调整以消除共振。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种振动自稳控制方法，该方法包括：获取工程机械上各执行部件的动态响应信号；对所述动态响应信号进行分析及识别，获取系统振动频率；获取所述工程机械工作时激励源的激励频率及位置，通过所述激励源的位置确定所述激励源对应驱动的所述执行部件；判断所述系统振动频率和与其对应的所述激励频率是否发生共振，并在共振时，发送调整信号，调整激励频率。

进一步地，上述方法中，所述激励频率为预先分析获得并存储的激励源的频率；或者，所述激励频率为对所述激励源进行实时激励分析而获取的激励源的频率。

进一步地，上述方法中，所述动态响应信号为能反映所述目标部件的振动频率的信息。所述动态响应信号为实时采集的信号。

进一步地，上述方法中，所述对所述动态响应信号进行分析及识别，获取系统振动频率包括：利用快速傅里叶变换对所述动态响应信号进行频谱特性分析，并对其频谱特性进行识别，将识别出的振幅最大的振动频率作为系统振动频率。

本发明运用系统动力学特性识别技术，识别起重机在上车工作时的系统振动频率，然后结合激励分析技术，判断系统振动频率与系统激励频率的一致性，如果不在共振区，那么系统正常；如果在共振区，那么通过控制系统，调整系统激励频率，避免发生共振。

另一方面，本发明还提供一种振动自稳控制装置，用于工程机械，该振动自稳控制装置包括：动态响应信号接收模块，用于接收工程机械上执行部件能反映其振动频率的动态响应信号；系统振动频率处理模块，与所述信号采集装置连接，用于对所述动态响应信号进行分析及识别，获取系统振动频率；激励频率分析模块，用于通过对激励源的检测和激励分析，识别工程机械工作时激励源的频率及位置，并对所述激励频率进行监测；控制模块，与所述系统振动频率处理模块、所述激励频率分析模块连接，用于判断所述系统振动频率与所述激励频率是否发生共振，并在共振时，还用于发送调整信号给所述激励源调整激励频率。

此外，本发明还提供一种振动自稳控制系统，用于工程机械，该振动自稳控制系统包括：上述的振动自稳控制装置、及与所述振动自稳控制装置连接的信号采集装置；所述信号采集装置设置于工程机械执行部件上，用于采集所述执行部件能反映其振动频率的动态响应信号。

进一步地，上述系统中，所述信号采集装置为能够实时采集所述动态响应信号的装置。

进一步地，上述系统中，所述信号采集装置为加速度传感器

进一步地，上述系统中，所述激励频率为预先分析获得的、并存储在所述控制模块中的激励源的频率；或者，所述激励频率为通过所述信号采集装置及激励频率分析模块对所述激励源进行实时激励分析，获取激励频率。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：