[发明专利]臂架振动控制方法、控制装置、控制系统以及工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种臂架振动控制方法、控制装置、控制系统以及工程机械。

背景技术

受周期性冲击载荷的长柔性臂架，引起其剧烈振动的原因往往是由于激励频率与臂架结构的固有频率接近或者一致。比如说混凝土泵车臂架，随着姿态的变化其竖直方向的固有频率一直在变化，然而臂架的激励频率，即混凝土泵送频率，也随档位的变化而变化，而且，激励频率与臂架的固定频率相近，这样，在泵送过程中，有可能出现臂架在特定姿态、泵送系统在特定档位时，臂架的竖直方向一阶固有频率与混凝土泵送频率恰好一样或者接近，发生共振，导致臂架剧烈振动，不但影响臂架末端的就位精度，更会导致臂架的使用寿命大幅降低。

相关专利中也公开了一些提高工程机械稳定性的控制方法，例如通过获取臂架的固有频率、控制激励频率和臂架频率的差值，来避免共振，以提高工程机械的稳定性。虽然上述方法从理论上能够有效地避免共振，但是由于臂架随着姿态的变化其竖直方向的固有频率一直在变化，臂架的固有频率难以实时准确获取，固有频率检测不够准确导致减振效果也相对较差，难以达到其预期的效果。

发明内容

本发明旨在提供一种提高减振效果的臂架振动控制方法、控制装置、控制系统以及工程机械。

本发明提供了一种臂架振动控制方法，该控制方法包括：步骤S10：获取臂架的预设区域在第一时间段内的动应力特征；步骤S20：将动应力特征与预设数值对比，得到比较结果；步骤S30：根据比较结果，控制激励载荷。

进一步地，动应力特征包括应力幅，步骤S10包括：获取臂架的预设油缸的油缸压力幅，通过油缸压力幅计算应力幅。

进一步地，动应力特征包括平均应力和应力幅，步骤S10包括：获取预设区域在第一时间段内的动应力在时域上的动应力曲线；根据动应力曲线计算平均应力和应力幅，其中，平均应力为动应力曲线在第一时间段内的平均值，应力幅为动应力曲线在第一时间段内的最大值与最小值的差值。

进一步地，步骤S20包括：预设数值为第一许可应力和第一许可应力幅，在平均应力超过第一许可应力且应力幅超过第一许可应力幅的情况下，得到第一比较结果；步骤S30包括：根据第一比较结果，降低或者升高激励载荷的频率；或者根据第一比较结果，获取激励载荷的当前频率f，并控制激励载荷执行升频控制和降频控制，其中，升频控制的频率为f+△f，降频控制的频率为f-△f，并以执行升频控制的升频时间段和执行降频控制的降频时间段的总时长为周期循环，△f为控制变量。

进一步地，步骤S20包括：预设数值为第二许可应力幅，将平均应力和应力幅转化为平均应力为0的对称拉压下的等效应力幅，在等效应力幅超过第二许可应力幅的情况下，得到第二比较结果；步骤S30包括：根据第二比较结果，降低或者升高激励载荷的频率；或者根据第二比较结果，获取激励载荷的当前频率f，并控制激励载荷执行升频控制和降频控制，其中，升频控制的频率为f+△f，降频控制的频率为f-△f，并以执行升频控制的升频时间段和执行降频控制的降频时间段的总时长为周期循环，△f为控制变量。

进一步地，步骤S30包括：根据比较结果，将第二时间段内的平均应力和应力幅与预设数值对比，并统计第一时间段和/或第二时间段内平均应力和应力幅超过预设数值的次数和大小，得到统计结果；其中，第二时间段为第一时间段之后的时间段；根据统计结果，控制激励载荷。

进一步地，步骤S20包括：预设数值为第一许可应力和第一许可应力幅，在平均应力超过第一许可应力且应力幅超过第一许可应力幅的情况下，得到第一比较结果；步骤S30包括：根据第一比较结果，统计第一时间段和/或第二时间段内平均应力超过第一许可应力且应力幅超过第一许可应力幅的次数，以及应力幅超过第一许可应力幅的大小，得到第一统计结果；根据第一统计结果，控制激励载荷的频率。

进一步地，根据第一统计结果，控制激励载荷的频率包括：根据第一统计结果，降低或者升高激励载荷的频率；或者根据第一统计结果，获取激励载荷的当前频率f，并控制激励载荷执行升频控制和降频控制，其中，升频控制的频率为f+△f，降频控制的频率为f-△f，并以执行升频控制的升频时间段和执行降频控制的降频时间段的总时长为周期循环，△f为控制变量。