CN112049426B - 臂架控制系统、方法和作业车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种臂架控制系统、控制方法和作业车辆，用于驱动臂架向目标位置运动。臂架控制系统包括：动态补偿模块，与臂架连接，用于获取臂架振动的振动变形数据，动态补偿模块根据振动变形数据计算出减振数据；执行模块，与动态补偿模块和臂架分别信号连接，执行模块获取来自动态补偿模块的减振数据，根据减振数据驱动臂架做减振运动；静态补偿模块，与臂架连接，用于计算出减振运动之后的臂架的位置数据；控制模块，与静态补偿模块和执行模块分别通讯连接，获取来自动态补偿模块的位置数据，且控制模块根据位置数据控制执行模块驱动臂架向目标位置运动。本发明将臂架形变的影响降到最低，实现了臂架更快、更准、更稳地实现向目标位置运动。

Description

臂架控制系统、方法和作业车辆

技术领域

本发明涉及作业车辆技术领域，具体而言，涉及臂架控制系统、控制方法和作业车辆。

背景技术

在相关技术中，混凝土泵车是一种多臂架作业车辆，混凝土泵车臂架属于多自由度运动系统，包括有多个臂节和油缸，油缸用于控制臂节的动作轨迹。目前，混凝土泵车智能臂架在运动结果上存在较大偏差，主要原因是两方面，一是静态偏差，包括几何形变和柔性形变，二是泵送冲击导致的动态偏差。目前的智能臂架控制只考虑到了静态偏差，导致累计误差过大，最终影响到对臂架的轨迹控制，降低了臂架动作的准确性和效率。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题中的至少之一。

本发明的第一目的在于提供一种臂架控制系统。

本发明的第二目的在于提供一种臂架控制方法。

本发明的第三目的在于提供一种作业车辆。

为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种臂架控制系统，用于驱动臂架向目标位置运动，臂架控制系统包括：动态补偿模块，与臂架连接，用于获取臂架振动的振动变形数据，且动态补偿模块根据振动变形数据计算出减振数据；执行模块，与动态补偿模块和臂架分别信号连接，执行模块获取来自动态补偿模块的减振数据，以根据减振数据驱动臂架做减振运动；静态补偿模块，与臂架连接，用于计算出减振运动之后的臂架的位置数据；控制模块，与静态补偿模块和执行模块分别通讯连接，用于获取来自动态补偿模块的位置数据，且控制模块根据位置数据控制执行模块驱动臂架向目标位置运动。

在该技术方案中，通过对臂架振动产生的形变进行动态补偿，将抖动偏差降到最低，然后再考虑臂架的柔性偏差、几何偏差导致的形变，通过动力学模型反求出臂架的形变量进行静态补偿，如此可将臂架的形变的影响降到最低，实现智能臂架更快、更准、更稳地实现向目标位置运动。

另外，本发明提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，臂架包括多个依次互相连接的臂节，执行模块包括：油缸，设于相邻的两个臂节之间，用于驱动臂节运动；多路阀，与油缸连接；其中，控制模块根据位置数据控制多路阀的流量和电流，使油缸驱动臂节向目标位置运动。

在该技术方案中，通过多路阀控制油缸的运动，简化了控制结构，此为现有技术，在此不再赘述。

上述任一技术方案中，动态补偿模块包括：采集单元，获取臂节振动产生的正弦曲线；计算单元，与采集单元信号连接，用于获取来自采集单元的正弦曲线，且计算单元根据正弦曲线获取振动变形数据；压力检测装置，设于臂节上，用于获取臂节受到的压力的压力值；控制单元，与计算单元和压力检测装置分别通讯连接，用于分别获取来自计算单元和压力检测装置的振动变形数据和压力值；其中，控制单元根据压力值计算出执行模块的补偿电流，控制单元根据振动变形数据计算出执行模块的工作频率，控制单元根据工作频率和补偿电流计算出减振数据。

在该技术方案中，通过采集单元采集正弦曲线，正弦曲线为臂架的末端振动的振动曲线，这类似于二阶振荡系统在0＜ξ＜1时的脉冲振荡响应。因此将臂架简化为一个二阶系统，可以通过计算单元得到正弦曲线的传递函数。对于二阶振荡系统，补偿方式采取在正弦波的半个周期各补偿两次。确定液压缸的工作方式：为了能让液压缸输出脉冲信号，给液压缸配备脉冲信号的电磁阀。同时，如果一个液压缸不能同时完成运动指令和脉冲指令，即无法输出原信号与脉冲信号卷积后产生的新信号，则需在运动规划中做修改。由于产生振动的主要有三节臂架，我们可以设定这三节臂架不会同时工作，未工作的臂架用于做减振。确定减振系统工作频率：可以以混凝土的泵送次数计算，每泵送两次混凝土为一个周期，并将周期时间分成四段，根据臂架相位变化，对选定臂架油缸每半个周期分别在有杆腔和无杆腔各补偿一次，而油缸压力波动受臂架振动影响，通过检测压力变化决定补偿电流的大小，这样就完成一次减振工作。

上述任一技术方案中，静态补偿模块包括：参数获取单元，用于获取臂节的位置参数；动态模型，与参数获取单元通讯连接，用于获取来自参数获取单元的位置参数，动态模型根据位置参数计算出臂节的形变量，且动态模型根据形变量获取位置数据；其中，动态模型与控制模块连接，控制模块用于获取来自动态模型的位置数据。

在该技术方案中，通过动态模型可以根据位置参数反求出臂节的形变量，从而获取臂节的位置数据，使获得的数据更为准确。

为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种臂架控制方法，采用任一实施例中的臂架控制系统，臂架控制方法包括：通过动态补偿模块获取臂架振动的振动变形数据，并根据振动变形数据计算出减振数据；执行模块根据减振数据驱动臂架做减振运动；通过静态补偿模块计算出减振运动之后的臂架的位置数据；控制模块根据位置数据控制执行模块驱动臂架向目标位置运动。

在该技术方案中，通过对臂架振动产生的形变进行动态补偿，将抖动偏差降到最低，然后再考虑臂架的柔性偏差、几何偏差导致的形变，通过动力学模型反求出臂架的形变量进行静态补偿，如此可将臂架的形变的影响降到最低，实现智能臂架更快、更准、更稳地实现向目标位置运动。通过角度检测装置检测臂架的振幅和相位，通过油压传感器检测油压波动情况，对振幅进行修正，调整补偿增益大小，减小振动变形值。

上述任一技术方案中，通过动态补偿模块获取臂架振动的振动变形数据，并根据振动变形数据计算出减振数据的步骤包括：获取臂架的末端振动的正弦曲线；根据正弦曲线获取振动变形数据；根据振动变形数据确定执行模块的工作频率；获取执行模块的补偿电流；根据工作频率和补偿电流计算出减振数据。

在该技术方案中，泵车使用双缸活塞泵交替泵送混凝土实现连续输送，活塞泵的交替运动产生冲击，该冲击从臂架根部传至末端，引起位移变化。臂架末端的振动曲线为振幅逐渐衰减的正弦曲线，这类似于二阶振荡系统在0＜ξ＜1时的脉冲振荡响应。因此将臂架简化为一个二阶系统，可以得到其传递函数。

对于二阶振荡系统，补偿方式采取在正弦波的半个周期各补偿两次。确定液压缸的工作方式：为了能让液压缸输出脉冲信号，给液压缸配备脉冲信号的电磁阀。同时，如果一个液压缸不能同时完成运动指令和脉冲指令，即无法输出原信号与脉冲信号卷积后产生的新信号，则需在运动规划中做修改。由于产生振动的主要有三节臂架，我们可以设定这三节臂架不会同时工作，未工作的臂架用于做减振。确定减振系统工作频率：可以以混凝土的泵送次数计算，每泵送次混凝土为一个周期，并将周期时间分成段，根据臂架相位变化，对选定臂架油缸每半个周期分别在有杆腔和无杆腔各补偿一次，而油缸压力波动受臂架振动影响，通过检测压力变化决定补偿电流的大小，这样就完成一次减振工作。

上述任一技术方案中，通过静态补偿模块计算出减振运动之后的臂架的位置数据的步骤包括：获取臂节的柔性偏差数据；根据柔性偏差数据，获取臂节的几何偏差数据；根据柔性偏差数据和几何偏差数据获取臂节的臂节位移数据；根据多个臂节位移数据获取臂架的位置数据。

在该技术方案中，除了柔性偏差外，还有几何偏差，如装配误差、关节间隙、摩擦磨损等引起，几何误差均可以通过修正动态模型的建模过程中的运动学参数进行补偿。考虑基于实测数据来标定动态模型的模型参数误差，从而补偿臂架的几何误差。

上述任一技术方案中，获取臂节的柔性偏差数据的步骤包括：获取每个臂节的悬臂梁段；计算悬臂梁段的端点挠度和转角；根据端点挠度和转角，获取与悬臂梁段相邻的臂节的末端的位置数据。

在该技术方案中，将两个节臂按照油缸的铰接点的个数进行分割。因此第一节臂被分为3段，第二节臂被分为2段。以第一节臂AD为例，AB和CD段分别与油缸和相邻节臂构成一个三角形稳定结构，因此视为刚性结构，变形＝0；BC段视为悬臂梁计算其端点挠度W_C和转角θ_C，同时θ_C，同时计算引起的臂架末端F点的位移。

上述任一技术方案中，根据柔性偏差数据，获取臂节的几何偏差数据的步骤包括：获取运动学参数名义值；根据运动学参数名义值获取臂节的理论末端位置；获取臂节的实时末端位置；获取柔性误差数据；根据柔性误差数据、实时末端位置和理论末端位置计算出运动学参数误差；根据运动学参数误差判定是否误差收敛；当判定结果为是，则确定运动学参数值；当判定结果为否，则更新运动学参数，并重复上述步骤。

在该技术方案中，通过该步骤可以获取臂节的几何偏差数据，如此可将臂架形变的影响降到最低，实现智能臂架更快、更准、更稳地逼近运动目标。

为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种作业车辆，包括：车本体；臂架，一端与车本体连接；任一实施例中的臂架控制系统，用于驱动臂架运动。

在该技术方案中，本发明施例的作业车辆具有本发明任一实施例的臂架控制系统，因此本发明施例的作业车辆具有本发明任一实施的臂架控制系统的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为相关技术中一个实施例的混凝土泵车智能臂架控制方法框图；

图2为相关技术中一个实施例的混凝土泵车智能臂架控制方法的混凝土泵车倾角检测装置的安装示意图；

图3为本发明一个实施例的臂架控制系统的组成示意图之一；

图4为本发明另一个实施例的臂架控制系统的组成示意图之二；

图5为本发明另一个实施例的臂架控制系统的组成示意图之三；

图6为本发明另一个实施例的臂架控制系统的组成示意图之三；

图7为本发明一个实施例的臂架控制方法的流程图之一；

图8为本发明一个实施例的臂架控制方法的流程图之一；

图9为本发明一个实施例的臂架控制方法的流程图之二；

图10为本发明一个实施例的臂架控制方法的流程图之三；

图11为本发明一个实施例的臂架控制方法的臂架的简化示意图；

图12为本发明一个实施例的臂架控制方法的流程图之五；

图13为本发明再一个实施例的作业车辆的结构示意图。

其中，图1和图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100＇：混凝土泵车，110＇：倾角检测装置。

其中，图3至图13中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10：作业车辆，100：臂架控制系统，110：动态补偿模块，112：采集单元，114：计算单元，116：压力检测装置，118：控制单元，120：执行模块，122：油缸，124：多路阀，130：静态补偿模块，132：参数获取单元，134：动态模型，140：控制模块，150：角度检测装置，200：臂架，210：臂节，300：车本体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多更为接近的相关技术及本发明的具体细节，以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，混凝土泵车100＇的智能臂架控制方法通过测量臂架对地面绝对角度，通过倾角检测装置110＇计算臂架之间的夹角、单节臂的变形角度，即可得到相对精确的臂架夹角，具体步骤如下：

(1)操作者经无线遥控器发射器给出操作量，遥控器接收后获得臂架末端点坐标变化量Δx,Δy,Δz；

(2)通过智能化操作算法进行坐标转换，获得各臂架及转台的目标角度β^T；

(3)将对地绝对倾角传感器a₁～a₈分别安装在混凝土泵车的各个智能臂的臂头和臂尾处，测量塔台倾角的为转台绝对倾角传感器a₀；

(4)设所述的对地绝对倾角传感器的测量值为a_i，根据对地绝对倾角传感器的测量值a_i，计算混凝土泵车臂架控制量臂架等效相对夹角，包含两部分：相邻臂架间的相对夹角β_i和臂架变形补偿角δ_i；

如图2所示，相邻臂架间相对夹角β_i的计算公式：

β_i＝a_2i-1-a_2(i-1),i＝1,2,3,4

当i＝1时，β₁＝a₁-a₀，其中a₀为塔台倾角传感器测量值，其含有车辆停驻面与水平面的夹角∠Angle信息；本发明采用了臂架相对角度，不受泵车停驻地面角度的影响。

臂架变形补偿角δ_i的计算方法为：

臂架产生变形后，臂架首末端倾角传感器测量值会出现差值，为θ_i，θ_i＝a_2i-a_2i-1,i＝1,2,3,4

利用实验法测定首末端因臂架变形引起的角度差值θ_i与相对沉降量ε_i之间的对应关系θ_i＝f(εi)，由此关系式可以计算出相对沉降量ε_i。

依据相对沉降量ε_i和臂架长度|AB|计算出变形补偿角为：

(5)结合图2和图3，所述臂架变形实时补偿方法为：在相邻臂架间相对夹角β_i基础上减去变形角δ_i，就可以认为对臂架变形进行了补偿，也就是实际跟踪的等效相邻臂架夹角计算公式为：i＝1,2,3,4；

(6)各臂架目标角度β^T和实际等效相邻臂架夹角β^A经闭环控制算法计算电液比例阀的控制量，从而驱动相关执行机构控制臂架姿态。

相关技术中的混凝土泵车智能臂架控制方法，存在以下缺点：

1)超声波受空间障碍物影响明显，泵车臂架常用于跨越障碍物的工况；

2)超声波发射扇形信号，接收存在偏差。

因此，从上述相关技术可知，臂架的末端位置的计算会导致后续计算的偏差，从而会影响臂架的运动轨迹。

下面参照图3至图13描述本发明一些实施例的技术方案。

实施例1

如图3所示，本实施例提供了一种臂架控制系统100，用于驱动臂架200向目标位置运动，臂架控制系统100包括：动态补偿模块110、执行模块120、静态补偿模块130和控制模块140，动态补偿模块110与臂架200连接，用于获取臂架200振动的振动变形数据，且动态补偿模块110根据振动变形数据计算出减振数据；执行模块120，与动态补偿模块110和臂架200分别信号连接，执行模块120获取来自动态补偿模块110的减振数据，以根据减振数据驱动臂架200做减振运动；静态补偿模块130，与臂架200连接，用于计算出减振运动之后的臂架200的位置数据；控制模块140，与静态补偿模块130和执行模块120分别通讯连接，用于获取来自动态补偿模块110的位置数据，且控制模块140根据位置数据控制执行模块120驱动臂架200向目标位置运动。

本实施例中，通过对臂架200振动产生的形变进行动态补偿，将抖动偏差降到最低，然后再考虑臂架200的柔性偏差、几何偏差导致的形变，通过动力学模型反求出臂架200的形变量进行静态补偿，如此可将臂架200的形变的影响降到最低，实现智能臂架更快、更准、更稳地实现向目标位置运动。

实施例2

如图4所示，本实施例提供了一种臂架控制系统100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

臂架200包括多个依次互相连接的臂节210，执行模块120包括：油缸122，设于相邻的两个臂节210之间，用于驱动臂节210运动；多路阀124，与油缸122连接；其中，控制模块140根据位置数据控制多路阀124的流量和电流，使油缸122驱动臂节210向目标位置运动。

本实施例中，通过多路阀124控制油缸122的运动，简化了控制结构，此为现有技术，在此不再赘述。

实施例3

如图5所示，本实施例提供了一种臂架控制系统100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

动态补偿模块110包括：采集单元112、计算单元114压力检测装置116和控制单元118，采集单元112获取臂节210振动产生的正弦曲线；计算单元114与采集单元112信号连接，用于获取来自采集单元112的正弦曲线，且计算单元114根据正弦曲线获取振动变形数据；压力检测装置116设于臂节210上，用于获取臂节210受到的压力的压力值；控制单元118与计算单元114和压力检测装置116分别通讯连接，用于分别获取来自计算单元114和压力检测装置116的振动变形数据和压力值；其中，控制单元118根据压力值计算出执行模块120的补偿电流，控制单元118根据振动变形数据计算出执行模块120的工作频率，控制单元118根据工作频率和补偿电流计算出减振数据。

本实施例中，通过采集单元112采集正弦曲线，正弦曲线为臂架200的末端振动的振动曲线，这类似于二阶振荡系统在0＜ξ＜1时的脉冲振荡响应。因此将臂架简化为一个二阶系统，可以通过计算单元114得到正弦曲线的传递函数。对于二阶振荡系统，补偿方式采取在正弦波的半个周期各补偿两次。①确定液压缸的工作方式：为了能让液压缸输出脉冲信号，给液压缸配备脉冲信号的电磁阀。同时，如果一个液压缸不能同时完成运动指令和脉冲指令，即无法输出原信号与脉冲信号卷积后产生的新信号，则需在运动规划中做修改。由于产生振动的主要是4#、5#、6#三节臂架，我们可以设定这三节臂架不会同时工作，未工作的臂架用于做减振。②确定减振系统工作频率：可以以混凝土的泵送次数计算，每泵送2次混凝土为一个周期，并将周期时间分成4段，根据臂架相位变化，对选定臂架油缸每半个周期分别在有杆腔和无杆腔各补偿一次，而油缸压力波动受臂架振动影响，通过检测压力变化决定补偿电流的大小，这样就完成一次减振工作。

实施例4

如图6所示，本实施例提供了一种臂架控制系统100。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

静态补偿模块130包括：参数获取单元132和动态模型134参数获取单元132，用于获取臂节210的位置参数；动态模型134，与参数获取单元132通讯连接，用于获取来自参数获取单元132的位置参数，动态模型134根据位置参数计算出臂节210的形变量，且动态模型134根据形变量获取位置数据；其中，动态模型134与控制模块140连接，控制模块140用于获取来自动态模型134的位置数据。

本实施例中，通过动态模型134可以根据位置参数反求出臂节210的形变量，从而获取臂节210的位置数据，使获得是数据更为准确。

实施例5

如图7所示，本实施例提供了一种臂架控制方法，采用任一实施例中的臂架控制系统，臂架控制方法包括：

步骤S102，通过动态补偿模块110获取臂架200振动的振动变形数据，并根据振动变形数据计算出减振数据。

步骤S104，执行模块120根据减振数据驱动臂架200做减振运动。

步骤S106，通过静态补偿模块130计算出减振运动之后的臂架200的位置数据。

步骤S108，控制模块140根据位置数据控制执行模块120驱动臂架200向目标位置运动。

本实施例中，通过对臂架200振动产生的形变进行动态补偿，将抖动偏差降到最低，然后再考虑臂架200的柔性偏差、几何偏差导致的形变，通过动力学模型反求出臂架200的形变量进行静态补偿，如此可将臂架200的形变的影响降到最低，实现智能臂架更快、更准、更稳地实现向目标位置运动。通过角度检测装置150检测臂架200的振幅和相位，通过油压传感器检测油压波动情况，对振幅进行修正，调整补偿增益大小，减小振动变形值。

实施例6

如图8所示，本实施例提供了一种臂架控制方法。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

通过动态补偿模块110获取臂架200振动的振动变形数据，并根据振动变形数据计算出减振数据的步骤包括：

步骤S202，获取臂架200的末端振动的正弦曲线。

步骤S204，根据正弦曲线获取振动变形数据。

步骤S206，根据振动变形数据确定执行模块120的工作频率。

步骤S208，获取执行模块120的补偿电流。

步骤S210，根据工作频率和补偿电流计算出减振数据。

本实施例中，泵车使用双缸活塞泵交替抽送混凝土实现连续输送，活塞泵的交替运动产生载荷，该载荷从臂架根部传至末端，引起位移变化。臂架末端的振动曲线为振幅逐渐降低的正弦曲线，这类似于二阶振荡系统在0＜ξ＜1时的脉冲振荡响应。因此将臂架简化为一个二阶系统，可以得到其传递函数。

对于二阶振荡系统，补偿方式采取在正弦波的半个周期各补偿两次。①确定液压缸的工作方式：为了能让液压缸输出脉冲信号，给液压缸配备脉冲信号的电磁阀。同时，如果一个液压缸不能同时完成运动指令和脉冲指令，即无法输出原信号与脉冲信号卷积后产生的新信号，则需在运动规划中做修改。由于产生振动的主要是4#、5#、6#三节臂架，我们可以设定这三节臂架不会同时工作，未工作的臂架用于做减振。②确定减振系统工作频率：可以以混凝土的泵送次数计算，每泵送2次混凝土为一个周期，并将周期时间分成4段，根据臂架相位变化，对选定臂架油缸每半个周期分别在有杆腔和无杆腔各补偿一次，而油缸压力波动受臂架振动影响，通过检测压力变化决定补偿电流的大小，这样就完成一次减振工作。

实施例7

如图9所示，本实施例提供了一种臂架控制方法。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

通过静态补偿模块130计算出减振运动之后的臂架200的位置数据的步骤包括：

步骤S302，获取臂节210的柔性偏差数据；

步骤S304，根据柔性偏差数据，获取臂节210的几何偏差数据；

步骤S306，根据柔性偏差数据和几何偏差数据获取臂节210的臂节位移数据；

步骤S308，根据多个臂节位移数据获取臂架200的位置数据。

本实施例中，除了柔性偏差外，还有几何偏差，如装配误差、关节间隙、摩擦磨损等引起，几何误差均可以通过修正动态模型的建模过程中的运动学参数进行补偿。考虑基于实测数据来标定动态模型的模型参数误差，从而补偿臂架200的几何误差。

实施例8

如图10和图12所示，本实施例提供了一种臂架控制方法。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

获取臂节210的柔性偏差数据的步骤包括：

步骤S402，获取每个臂节210的悬臂梁段；

步骤S404，计算悬臂梁段的端点挠度和转角；

步骤S406，根据端点挠度和转角，获取与悬臂梁段相邻的臂节210的末端的位置数据。

本实施例中，将两个节臂按照油缸122的铰接点的个数进行分割。因此第一节臂被分为3段，第二节臂被分为2段。②以第一节臂AD为例，AB和CD段分别与油缸和相邻节臂构成一个三角形稳定结构，因此视为刚性结构，变形＝0；BC段视为悬臂梁计算其端点挠度W_C和转角θ_C，同时θ_C，同时计算引起的臂架末端F点的位移。

实施例9

如图11所示，本实施例提供了一种臂架控制方法。除上述实施例的技术特征之外，本实施例还包括以下技术特征：

根据柔性偏差数据，获取臂节210的几何偏差数据的步骤包括：

步骤S502，获取运动学参数名义值。

步骤S504，运动学参数名义值获取臂节210的理论末端位置。

步骤S506，获取臂节210的实时末端位置。

步骤S508，获取柔性误差数据。

步骤S510，根据柔性误差数据、实时末端位置和理论末端位置计算出运动学参数误差。

步骤S512，根据运动学参数误差判定是否误差收敛。

步骤S514，当判定结果为是，则确定运动学参数值。

当判定结果为否，则更新运动学参数，并重复上述步骤。

本实施例中，通过该步骤可以获取臂节210的几何偏差数据，如此可将臂架200形变的影响降到最低，实现智能臂架更快、更准、更稳地逼近运动目标。

实施例10

如图13所示，本实施例提供了一种作业车辆10，包括：车本体300、臂架200和任一实施例中的臂架控制系统100，臂架200的一端与车本体300连接。

本实施例中，本发明施例的作业车辆具有本发明任一实施例的臂架控制系统，因此本发明施例的作业车辆具有本发明任一实施的臂架控制系统的全部有益效果，在此不再赘述。

综上，本发明实施例的有益效果为：

1.通过检测获取臂架200的位置，采用动态模型构建静态变形量，用于智能臂架轨迹运动的角度静态补偿控制。

2.通过检测臂架的振动情况，自适应调整增益对油缸122进行补偿控制，降低了振动，提高了臂架200向目标位置运动的准确性。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种臂架控制系统，用于驱动臂架向目标位置运动，其特征在于，所述臂架控制系统包括：

动态补偿模块，与所述臂架连接，用于获取所述臂架振动的振动变形数据，且所述动态补偿模块根据所述振动变形数据计算出减振数据；

执行模块，与所述动态补偿模块和所述臂架分别信号连接，所述执行模块获取来自所述动态补偿模块的所述减振数据，以根据所述减振数据驱动所述臂架做减振运动；

静态补偿模块，与所述臂架连接，用于计算出减振运动之后的所述臂架的位置数据；

控制模块，与所述静态补偿模块和所述执行模块分别通讯连接，用于获取来自所述动态补偿模块的位置数据，且所述控制模块根据所述位置数据控制所述执行模块驱动所述臂架向所述目标位置运动。

2.根据权利要求1所述的臂架控制系统，其特征在于，所述臂架包括多个依次互相连接的臂节，所述执行模块包括：

油缸，设于相邻的两个所述臂节之间，用于驱动所述臂节运动；

多路阀，与所述油缸连接；

其中，所述控制模块根据所述位置数据控制所述多路阀的流量和电流，使所述油缸驱动所述臂节向所述目标位置运动。

3.根据权利要求2所述的臂架控制系统，其特征在于，所述动态补偿模块包括：

采集单元，获取所述臂节振动产生的正弦曲线；

计算单元，与所述采集单元信号连接，用于获取来自所述采集单元的所述正弦曲线，且所述计算单元根据所述正弦曲线获取所述振动变形数据；

压力检测装置，设于所述臂节上，用于获取所述臂节受到的压力的压力值；

控制单元，与所述计算单元和所述压力检测装置分别通讯连接，用于分别获取来自所述计算单元和所述压力检测装置的所述振动变形数据和所述压力值；

其中，所述控制单元根据所述压力值计算出所述执行模块的补偿电流，所述控制单元根据所述振动变形数据计算出所述执行模块的工作频率，所述控制单元根据所述工作频率和所述补偿电流计算出所述减振数据。

4.根据权利要求2所述的臂架控制系统，其特征在于，所述静态补偿模块包括：

参数获取单元，用于获取所述臂节的位置参数；

动态模型，与所述参数获取单元通讯连接，用于获取来自所述参数获取单元的所述位置参数，所述动态模型根据所述位置参数计算出所述臂节的形变量，且所述动态模型根据所述形变量获取所述位置数据；

其中，所述动态模型与所述控制模块连接，所述控制模块用于获取来自所述动态模型的所述位置数据。

5.一种臂架控制方法，其特征在于，采用权利要求1至4中任一项所述的臂架控制系统，所述臂架控制方法包括：

通过所述动态补偿模块获取所述臂架振动的振动变形数据，并根据所述振动变形数据计算出减振数据；

所述执行模块根据所述减振数据驱动所述臂架做减振运动；

通过静态补偿模块计算出减振运动之后的所述臂架的位置数据；

所述控制模块根据所述位置数据控制所述执行模块驱动所述臂架向所述目标位置运动。

6.根据权利要求5所述的臂架控制方法，其特征在于，所述通过所述动态补偿模块获取所述臂架振动的振动变形数据，并根据所述振动变形数据计算出减振数据的步骤包括：

获取所述臂架的末端振动的正弦曲线；

根据所述正弦曲线获取所述振动变形数据；

根据所述振动变形数据确定所述执行模块的工作频率；

获取所述执行模块的补偿电流；

根据所述工作频率和所述补偿电流计算出所述减振数据。

7.根据权利要求5所述的臂架控制方法，其特征在于，所述通过静态补偿模块计算出减振运动之后的所述臂架的位置数据的步骤包括：

获取所述臂架的臂节的柔性偏差数据；

根据所述柔性偏差数据，获取所述臂节的几何偏差数据；

根据所述柔性偏差数据和所述几何偏差数据获取所述臂节的臂节位移数据；

根据多个所述臂节位移数据获取所述臂架的位置数据。

8.根据权利要求7所述的臂架控制方法，其特征在于，所述获取所述臂节的柔性偏差数据的步骤包括：

获取每个所述臂节的悬臂梁段；

计算所述悬臂梁段的端点挠度和转角；

根据所述端点挠度和所述转角，获取与所述悬臂梁段相邻的所述臂节的末端的位置数据。

9.根据权利要求7所述的臂架控制方法，其特征在于，所述根据所述柔性偏差数据，获取所述臂节的几何偏差数据的步骤包括：

获取运动学参数名义值；

根据所述运动学参数名义值获取所述臂节的理论末端位置；

获取所述臂节的实时末端位置；

获取柔性误差数据；

根据所述柔性误差数据、所述实时末端位置和所述理论末端位置计算出运动学参数误差；

根据所述运动学参数误差判定是否误差收敛；

当判定结果为是，则确定运动学参数值；

当判定结果为否，则更新运动学参数，并重复上述步骤。

10.一种作业车辆，其特征在于，包括：

车本体；

臂架，一端与所述车本体连接；

如权利要求1至4中任一项所述的臂架控制系统，用于驱动所述臂架运动。

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