[发明专利]臂架回转振动抑制设备、系统、方法及工程机械

权利要求书

1.一种臂架回转振动抑制设备，其特征在于，该设备包括：

接收装置，用于接收停止操作臂架回转时的各节臂架与参考面之间的夹角以及臂架的回转速度；以及

控制装置，用于执行以下操作：

根据所述夹角及回转速度，预测所述臂架的末端位移；及

根据所预测的臂架末端位移，施加一控制电流给所述臂架的回转执行机构，以抑制所述臂架回转振动 ；

其中，所述根据所述夹角及回转速度预测所述臂架的末端位移包括：

根据所述夹角，确定与所述臂架的当前姿态相对应的相对阻尼系数ξ及固有圆频率ω_n；

根据所述回转速度，确定所述臂架的振幅A；及

根据所述相对阻尼系数ξ、固有圆频率ω_n以及振幅A，预测所述臂架的末端位移。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述臂架的末端位移为：

其中，t为当前时刻；n为衰减系数，且n＝ξω_n；ω_d为衰减振动的自由振动圆频率，且为停止操作臂架回转时臂架的初始相位角。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制电流的施加时刻通过以下公式来确定：

其中，与分别表示当前时刻的的相位角以及每间隔预定控制间隔时间T施加所述控制电流时刻的相位角；t为当前时刻；ω_d为衰减振动的自由振动圆频率，且为停止操作臂架回转时臂架的初始相位角；T_d为臂架的振动周期，且表示对取整。

4.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于，所述控制电流的持续时间通过以下公式来确定：

其中，为臂架响应的初始相位角，t₀为施加控制电流至臂架响应之间的滞后时间。

5.根据权利要求4所述的控制设备，其特征在于，所述控制电流的大小通过以下公式来确定：

I＝kI₀

其中，其中，I₀为臂架开始运动所需的最小电流，k根据臂架响应位移相位角为时的臂架回转速度υ_c的大小来取值。

6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的控制设备，其特征在于， 所述控制装置还用于执行以下操作：

根据所施加的控制电流的大小，确定该控制电流所增加的相对阻尼系数Δξ；

根据该增加的相对阻尼系数Δξ，更新所述相对阻尼系数ξ；以及

根据更新后的相对阻尼系数ξ，执行上述预测所述臂架的末端位移以及施加控制电流的步骤。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置在所述末端位移的最大值大于一预设值的情况下，施加所述控制电流给所述臂架的回转执行机构，以抑制所述臂架回转振动。

8.一种臂架回转振动抑制系统，其特征在于，该系统包括：

角度传感器，用于检测各节臂架与一参考面之间的夹角；

速度传感器，用于检测臂架的回转速度；以及

根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的控制设备。

9.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括根据权利要求8所述的系统。

10.一种臂架回转振动抑制方法，其特征在于，该方法包括：

接收停止操作臂架回转时的各节臂架与参考面之间的夹角以及臂架的回转速度；

根据所述夹角及回转速度，预测所述臂架的末端位移；以及

根据所预测的臂架末端位移，施加一控制电流给所述臂架的回转执行机构，以抑制所述臂架回转振动 ；

其中，所述根据所述夹角及回转速度预测所述臂架的末端位移包括：

根据所述夹角，确定与所述臂架的当前姿态相对应的相对阻尼系数ξ及固有圆频率ω_n；

根据所述回转速度，确定所述臂架的振幅A；以及

根据所述相对阻尼系数ξ、固有圆频率ω_n以及振幅A，预测所述臂架的末端位移。