CN113336097B - 起重机回转控制的方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

起重机回转控制的方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了起重机回转控制的方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：获取输入信号，根据输入信号确定输入信号对应的滤波器，根据滤波器确定输入信号对应的控制信号，根据控制信号控制起重机的回转运动。本发明对处在上升状态以及下降状态的手柄输入信号使用不同的滤波器进行滤波。使得控制起重机的控制信号的上升速度与下降速度均减慢，提高起重机回转启动与停止时的平稳性，且上升速度减慢较多，下降速度减慢较少，保证了起重机在回转停止阶段不发生溜车。同时平稳状态下操作员手部抖动导致的输入信号的波动被滤波器削弱，提高了起重机恒速回转时的稳定性。

Description

起重机回转控制的方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及起重机回转控制的方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前起重机上车回转操作一般是通过人工操作手柄来完成的。在起重机回转的启停阶段，操作员需要在规定时间内完成手柄的操作动作。在起重机回转的恒速阶段，操作员操纵手柄停留在某一位置，保持回转速度恒定。
由于操作时间限制，操作员在回转的启停阶段以较快的速度操作手柄，这引起回转马达的压力波动，进而导致起重机回转启停时的平稳性差。在起重机回转的恒速阶段，操作员很难保证手柄一直处于某一恒定位置。操作员手部抖动会导致起重机回转速度产生变化，进而导致起重机恒速回转时的稳定性较差。
综上，目前亟需一种起重机回转控制的技术，用于解决上述现有技术存在的问题。
发明内容
由于现有方法存在上述问题，本发明提出起重机回转控制的方法、装置、电子设备及存储介质。
第一方面，本发明提供了一种起重机回转控制的方法，包括：
获取输入信号；
根据所述输入信号确定所述输入信号对应的滤波器；
根据所述滤波器确定所述输入信号对应的控制信号；
根据所述控制信号控制起重机的回转运动。
进一步地，所述根据所述输入信号确定所述输入信号对应的滤波器，包括：
根据所述输入信号在预设时间内的变化情况确定所述输入信号的信号状态；
根据所述信号状态确定所述滤波器的阶跃响应上升时间；
根据所述阶跃响应上升时间确定所述滤波器的参数；
根据所述滤波器的参数确定所述滤波器的传递函数；
根据所述滤波器的传递函数确定所述输入信号对应的滤波器。
进一步地，所述信号状态包括上升状态、下降状态以及波动状态；所述根据所述信号状态确定所述滤波器的阶跃响应上升时间，包括：
所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间大于所述信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间；
所述信号状态为波动状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间与所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间相同。
进一步地，所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为4秒；所述信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为1秒。
进一步地，所述根据所述滤波器确定所述输入信号对应的控制信号，包括：
获取所述滤波器的传递函数；
根据所述滤波器的传递函数以及当前的控制信号确定所述输入信号对应的控制信号。
进一步地，所述根据所述滤波器的传递函数以及当前的控制信号确定所述输入信号对应的控制信号，包括：
判断所述输入信号的信号状态是否发生改变，若改变，则根据所述滤波器的传递函数、所述当前的控制信号与所述输入信号的差值确定所述输入信号对应的控制信号。
第二方面，本发明提供了一种起重机回转控制的装置，包括：
获取模块，用于获取输入信号；
处理模块，用于根据所述输入信号确定所述输入信号对应的滤波器；根据所述滤波器确定所述输入信号对应的控制信号；根据所述控制信号控制起重机的回转运动。
进一步地，所述处理模块具体用于：
根据所述输入信号在预设时间内的变化情况确定所述输入信号的信号状态；
根据所述信号状态确定所述滤波器的阶跃响应上升时间；
根据所述阶跃响应上升时间确定所述滤波器的参数；
根据所述滤波器的参数确定所述滤波器的传递函数；
根据所述滤波器的传递函数确定所述输入信号对应的滤波器。
进一步地，所述处理模块具体用于：
所述信号状态包括上升状态、下降状态以及波动状态；
所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间大于所述信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间；
所述信号状态为波动状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间与所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间相同。
进一步地，所述处理模块具体用于：
所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为4秒；所述信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为1秒。
进一步地，所述处理模块具体用于：
获取所述滤波器的传递函数；
根据所述滤波器的传递函数以及当前的控制信号确定所述输入信号对应的控制信号。
进一步地，所述处理模块具体用于：
判断所述输入信号的信号状态是否发生改变，若改变，则根据所述滤波器的传递函数、所述当前的控制信号与所述输入信号的差值确定所述输入信号对应的控制信号。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的起重机回转控制的方法。
第四方面，本发明还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的起重机回转控制的方法。
由上述技术方案可知，本发明实施例提供的起重机回转控制的方法、装置、电子设备及存储介质，对处在上升状态以及下降状态的手柄输入信号使用不同的滤波器进行滤波。使得控制起重机的控制信号的上升速度与下降速度均减慢，提高起重机回转启动与停止时的平稳性，且上升速度减慢较多，下降速度减慢较少，保证了起重机在回转停止阶段不发生溜车。同时平稳状态下操作员手部抖动导致的输入信号的波动被滤波器削弱，提高了起重机恒速回转时的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1为本发明提供的起重机回转控制的方法的系统框架；
图2为本发明提供的起重机回转控制的方法的流程示意图；
图3为本发明提供的起重机回转控制的方法的流程示意图；
图4为本发明提供的起重机回转控制的装置的结构示意图；
图5为本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供的起重机回转控制的方法，可以适用于如图1所示的系统架构中，该系统架构包括手柄100、滤波器200、控制器300。
具体的，控制器300用于获取来自手柄100的输入信号，根据输入信号确定输入信号对应的滤波器200。
滤波器200用于确定输入信号对应的控制信号。
控制器300还用于根据控制信号控制起重机的回转运动。
需要说明的是，图1仅是本发明实施例系统架构的一种示例，本发明对此不做具体限定。
基于上述所示意的系统架构，图2为本发明实施例提供的一种起重机回转控制的方法所对应的流程示意图，如图2所示，该方法包括：
步骤201，获取输入信号。
需要说明的是，起重机回转机构一般包括液压泵、回转马达、回转减速机、回转支撑等，操作者通过回转手柄来控制回转机构，回转手柄的旋转方向控制回转的方向，手柄开度控制输入信号的大小，输入信号的大小控制泵的排量，泵的排量的大小决定了回转速度，从而可以通过调节手柄的开度来控制回转速度。
步骤202，根据输入信号确定输入信号对应的滤波器。
本发明实施例中，根据输入信号的信号状态确定输入信号对应的滤波器。
步骤203，根据滤波器确定输入信号对应的控制信号。
具体的，获取滤波器的传递函数；
根据滤波器的传递函数以及当前的控制信号确定输入信号对应的控制信号。
举例来说，根据滤波器的传递函数得到滤波器的输入输出关系为y(k)＝Ax(k)+By(k-1)，其中，k为当前时刻，k-1为上一时刻，A、B为常数。
步骤204，根据控制信号控制起重机的回转运动。
上述方案，来自手柄的输入信号经过滤波器处理后，其上升与下降速度均发生减慢，从而减少起重机回转启动、停止时因操作员操作手柄过快引起的回转不稳定。
进一步地，本发明实施例在步骤202中，步骤流程如图3所示，如下：
步骤301，根据输入信号在预设时间内的变化情况确定输入信号的信号状态。
需要说明的是，信号状态包括上升状态、下降状态以及波动状态。
举例来说，每隔1ms对输入信号进行一次采样，20ms内得到20个采样值，将第1个信号值与第11信号值进行比较，将第2个信号值与第12信号值进行比较，将第3个信号值与第13信号值进行比较，以此类推，若第1个信号值小于第11信号值，第2个信号值小于第12信号值，第3个信号值小于第13信号值，即前10个信号值均小于与之相同间隔的后10个信号值，表示信号状态为上升状态。
同样的，若第1个信号值大于第11信号值，第2个信号值大于第12信号值，第3个信号值大于第13信号值，即前10个信号值均大于与之相同间隔的后10个信号值，表示信号状态为下降状态。
进一步地，当输入信号的信号状态既不处于上升状态，也不处于下降状态时，输入信号的信号状态则为波动状态。
比如，若第1个信号值大于第11信号值，第2个信号值小于第12信号值，第3个信号值大于第13信号值等，表示信号状态为波动状态。
再比如，若第1个信号值大于第11信号值，第2个信号值小于第12信号值，第3个信号值小于第13信号值等，表示信号状态为波动状态。
需要说明的是，还可以通过其它方式确定输入信号在预设时间内的变化情况，比如计算短时间间隔内信号的均值，与前后短时间间隔内信号的均值进行比较等，本发明实施例对此不做具体限定。
本申请实施例中，当判断到手柄的输入信号处于上升状态时，表示起重机正处于启动回转过程，控制器采用启动回转过程对应的滤波器；当判断到手柄的输入信号值处于下降状态时，表示起重机正处于停止回转过程，控制器将当前滤波器切换为停止回转过程对应的滤波器。
步骤302，根据信号状态确定滤波器的阶跃响应上升时间。
需要说明的是，阶跃响应是指系统在阶跃信号的作用下所产生的零状态响应，能很大程度上反应系统的动态特性。
在一种可能的实施方式中，信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间大于信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间。信号状态为波动状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间与信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间相同。
举例来说，信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为4秒；信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为1秒；信号状态为波动状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为4秒。
需要说明的是，阶跃响应上升时间越长，表示控制信号与输入信号的差值小于预设阈值所需要的时间越长，反映控制信号跟随输入信号的速度越慢。
本发明实施例中，阶跃响应上升时间的时间范围由预设条件确定。
举例来说，信号状态为上升状态时，阶跃响应上升时间的时间范围可以为控制滤波器输出的控制信号达到输入信号的50％不超过1s的时间范围。
上述方案，信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间相对信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间较小，使得输入信号处于下降状态时控制信号跟随输入信号的速度较快，从而防止起重机溜车现象的产生。
步骤303，根据阶跃响应上升时间确定滤波器的参数。
步骤304，根据滤波器的参数确定滤波器的传递函数。
步骤305，根据滤波器的传递函数确定输入信号对应的滤波器。
举例来说，信号状态为上升状态时，根据滤波器的传递函数得到滤波器的输入输出关系如下：
y(k)＝0.97x(k)+0.02y(k-1)
进一步地，信号状态为下降状态时，根据滤波器的传递函数得到滤波器的输入输出关系如下：
y(k)＝0.9x(k)+0.09y(k-1)
其中，k为当前时刻，k-1为上一时刻。
上述方案，手柄输入信号下降速度的减慢比上升速度的减慢多，保证了起重机在回转停止阶段不发生溜车，提高了起重机停在目标位置的准确性。
在一种可能的实施方式中，滤波器为无限脉冲响应数字滤波器。
需要说明的是，无限脉冲响应数字滤波器(Infinite Impulse Response，IIR)的单位脉冲响应为无限长，网络中有反馈回路。
本发明实施例中，为了保证滤波器切换时，控制信号仍连续，根据滤波器的传递函数以及当前的控制信号确定输入信号对应的控制信号。
具体的，判断输入信号的信号状态是否发生改变，若改变，则根据滤波器的传递函数、当前的控制信号与输入信号的差值确定输入信号对应的控制信号。
举例来说，当检测到手柄输入信号的信号状态由上升状态转为下降状态时，记录当前的控制信号值，并重置之前存储的输入信号，将滤波器的输入替换为输入信号和当前的控制信号之间的差值。
基于此，在输入信号的信号状态由上升状态转为下降状态时，本发明实施例由转换时的控制信号值作为基点，计算新的滤波后的控制信号，保证了控制信号的连续性。
上述方案，对处在上升状态以及下降状态的手柄输入信号使用不同的滤波器进行滤波。使得控制起重机的控制信号的上升速度与下降速度均减慢，提高起重机回转启动与停止时的平稳性，且上升速度减慢较多，下降速度减慢较少，保证了起重机在回转停止阶段不发生溜车。同时平稳状态下操作员手部抖动导致的输入信号的波动被滤波器削弱，提高了起重机恒速回转时的稳定性。
基于同一发明构思，图4示例性的示出了本发明实施例提供的一种起重机回转控制的装置，该装置可以为一种起重机回转控制的方法的流程。
所述装置，包括：
获取模块401，用于获取输入信号；
处理模块402，用于根据所述输入信号确定所述输入信号对应的滤波器；根据所述滤波器确定所述输入信号对应的控制信号；根据所述控制信号控制起重机的回转运动。
进一步地，所述处理模块402具体用于：
根据所述输入信号在预设时间内的变化情况确定所述输入信号的信号状态；
根据所述信号状态确定所述滤波器的阶跃响应上升时间；
根据所述阶跃响应上升时间确定所述滤波器的参数；
根据所述滤波器的参数确定所述滤波器的传递函数；
根据所述滤波器的传递函数确定所述输入信号对应的滤波器。
进一步地，所述处理模块402具体用于：
所述信号状态包括上升状态、下降状态以及波动状态；
所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间大于所述信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间；
所述信号状态为波动状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间与所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间相同。
进一步地，所述处理模块402具体用于：
所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为4秒；所述信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为1秒。
进一步地，所述滤波器为无限脉冲响应数字滤波器，所述处理模块402具体用于：
获取所述滤波器的传递函数；
根据所述滤波器的传递函数以及当前的控制信号确定所述输入信号对应的控制信号。
进一步地，所述处理模块402具体用于：
判断所述输入信号的信号状态是否发生改变，若改变，则根据所述当前的控制信号与所述输入信号的差值确定所述输入信号对应的控制信号。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种电子设备，参见图5，所述电子设备具体包括如下内容：处理器501、存储器502、通信接口503和通信总线504；
其中，所述处理器501、存储器502、通信接口503通过所述通信总线504完成相互间的通信；所述通信接口503用于实现各设备之间的信息传输；
所述处理器501用于调用所述存储器502中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述起重机回转控制的方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：获取输入信号；根据所述输入信号确定所述输入信号对应的滤波器；根据所述滤波器确定所述输入信号对应的控制信号；根据所述控制信号控制起重机的回转运动。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述起重机回转控制的方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：获取输入信号；根据所述输入信号确定所述输入信号对应的滤波器；根据所述滤波器确定所述输入信号对应的控制信号；根据所述控制信号控制起重机的回转运动。
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，用户生活模式预测装置，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，用户生活模式预测装置，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的用户生活模式预测方法。
此外，在本发明中，诸如“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
此外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种起重机回转控制的方法，其特征在于，包括：
获取输入信号；
根据所述输入信号确定所述输入信号对应的滤波器；
根据所述滤波器确定所述输入信号对应的控制信号；
根据所述控制信号控制起重机的回转运动；
其中，所述根据所述输入信号确定所述输入信号对应的滤波器，包括：
根据所述输入信号在预设时间内的变化情况确定所述输入信号的信号状态；
根据所述信号状态确定所述滤波器的阶跃响应上升时间；
根据所述阶跃响应上升时间确定所述滤波器的参数；
根据所述滤波器的参数确定所述滤波器的传递函数；
根据所述滤波器的传递函数确定所述输入信号对应的滤波器。
2.根据权利要求1所述的起重机回转控制的方法，其特征在于，所述信号状态包括上升状态、下降状态以及波动状态；所述根据所述信号状态确定所述滤波器的阶跃响应上升时间，包括：
所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间大于所述信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间；
所述信号状态为波动状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间与所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间相同。
3.根据权利要求2所述的起重机回转控制的方法，其特征在于，所述信号状态为上升状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为4秒；所述信号状态为下降状态对应的滤波器的阶跃响应上升时间为1秒。
4.根据权利要求1所述的起重机回转控制的方法，其特征在于，所述根据所述滤波器确定所述输入信号对应的控制信号，包括：
获取所述滤波器的传递函数；
根据所述滤波器的传递函数以及当前的控制信号确定所述输入信号对应的控制信号。
5.根据权利要求4所述的起重机回转控制的方法，其特征在于，所述根据所述滤波器的传递函数以及当前的控制信号确定所述输入信号对应的控制信号，包括：
判断所述输入信号的信号状态是否发生改变，若改变，则根据所述滤波器的传递函数、所述当前的控制信号与所述输入信号的差值确定所述输入信号对应的控制信号。
6.一种起重机回转控制的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取输入信号；
处理模块，用于根据所述输入信号在预设时间内的变化情况确定所述输入信号的信号状态；根据所述信号状态确定滤波器的阶跃响应上升时间；根据所述阶跃响应上升时间确定所述滤波器的参数；根据所述滤波器的参数确定所述滤波器的传递函数；根据所述滤波器的传递函数确定所述输入信号对应的滤波器；根据所述滤波器确定所述输入信号对应的控制信号；根据所述控制信号控制起重机的回转运动。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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