CN113800415B - 一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法 - Google Patents

一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113800415B
CN113800415B CN202111118390.9A CN202111118390A CN113800415B CN 113800415 B CN113800415 B CN 113800415B CN 202111118390 A CN202111118390 A CN 202111118390A CN 113800415 B CN113800415 B CN 113800415B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
pump
value
motor
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111118390.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113800415A (zh
Inventor
张可飞
刘向超
刘丹丹
杨继海
许瑞虎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Construction Machinery Branch of XCMG
Original Assignee
Construction Machinery Branch of XCMG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Construction Machinery Branch of XCMG filed Critical Construction Machinery Branch of XCMG
Priority to CN202111118390.9A priority Critical patent/CN113800415B/zh
Publication of CN113800415A publication Critical patent/CN113800415A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113800415B publication Critical patent/CN113800415B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/08—Driving gear incorporating fluid motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/40—Control devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/02—Servomotor systems with programme control derived from a store or timing device; Control devices therefor

Abstract

本发明公开了一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法，其包括：当检测到控制手柄传输的起升信号时，基于泵记忆电流值对泵输出泵控制电流；通过泵控制电流控制泵排量并对马达起升腔进行建压操作；在建压过程中，通过PID算法更新建压电流值；当检测到马达起升腔的压力达到二次提升记忆压力值时，打开马达制动器，基于当前的建压电流值进行二次提升控制；当检测到控制手柄传输的停止信号时，逐步降低泵控制电流；当检测到停止信号到达预定时刻或检测到马达起升腔的压力降低至设定压力值时，关闭马达制动器；本发明能够解决扬起升系统在二次提升时的抖动、冲击等问题。

Description

一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法
技术领域
本发明涉及一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法，属于起重机技术领域。
背景技术
履带起重机是机械设备中重要的一个分类，在基础设施建设、风电建设、核电建设、石化建设等起到重要的作用。履带起重机在吊载工程中，吊载的负载在就位过程中，需要反复对位操作，卷扬任何抖动、冲击、下滑都会对就位操作造成严重影响，需要极佳的卷扬微动性以保证吊装效果。在大型吊装工程中需要使用双卷扬吊装负载，特大型吊载过程中甚至需要四卷扬同步操作。双卷扬乃至四卷扬起升机构从静止到启动的状态，都需要控制系统对液压马达有极好的微动性以及稳定性控制。
履带起重机卷扬动作通过操纵室电控手柄控制，电控手柄通过can信号将手柄状态传递至控制系统，控制系统经过一系列控制策略完成液压泵、马达控制。当手柄信号离开死区进入工作区间，系统依据手柄角度赋值变量泵以及马达控制电流从而达到控制卷扬起落动作。
当电控手柄信号从死区进去起升工作区间，液压泵对马达起升腔注压，打开马达制动器，驱动液压马达转动。空载乃至轻载情况下，液压马达可以顺利启动，在重载情况下，如果直接打开制动器由于马达起升腔压力过低会造成负载下坠冲击，卷扬抖动、反转，严重者有可能会因为起升腔吸油不足造成卷扬失速下坠，酿成安全事故。如果制动器打开瞬间马达起升腔压力过大，会造成卷扬冲击，卷扬瞬间加速转动，影响微动性能。因此系统需要在卷扬动作时进行马达起升腔建压操作：卷扬从静止切换到转动时需要在液压泵起升口赋予初始建压电流对马达起升腔建压，当马达起升腔压力可以托举住负载重量后马达制动器打开从而完成二次起升控制。
目前卷扬微动性常规策略通过二次提升控制来实现。起升马达在建压过程中如果泵建压电流过大会造成马达起升腔压力过大，造成制动器打开瞬间马达起升腔压力瞬间释放，导致系统冲击。泵建压电流过小会造成马达起升腔压力过小易造成起升机构载重突然下坠，造成压力冲击、抖动。为了解决上述问题，本申请提出了一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法，解决起升马达在建压过程中，如果泵建压电流控制不合理容易成安全隐患的问题。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
本发明提供了一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法，包括：
当检测到控制手柄传输的起升信号时，基于泵记忆电流值对泵输出泵控制电流；
通过泵控制电流控制泵排量并对马达起升腔进行建压操作；
在建压过程中，通过PID算法更新建压电流值；
当检测到马达起升腔的压力达到二次提升记忆压力值时，打开马达制动器，基于当前的建压电流值进行二次提升控制；
当检测到控制手柄传输的停止信号时，逐步降低泵控制电流；
当检测到停止信号到达预定时刻或检测到马达起升腔的压力降低至设定压力值时，关闭马达制动器。
优选的，所述泵记忆电流值为：
Figure GDA0003983357180000031
其中，ia为泵记忆电流值，ib为起重机卷扬起升系统初始设定泵的最小电流值，n表示起重机卷扬起升系统上次运行时马达转速，MinR表示马达的最大转速，MinR表示马达的怠速转速。
优选的，所述通过PID算法更新建压电流值包括：
通过PID算法计算获取二次调节电流，其表示如下：
Δi＝PID(measPoint,SetPoint,P,I,D,LMI_Current,LMI_Min)
E＝SetPoint-measPoint
Kg＝(E-E1)*P
Ki＝E*I/100
Kd＝(E-2*E1+E2)*D
E2＝E1
E1＝E
Δi＝Δi′+Kg+Ki+Kd
其中，Δi表示二次调节电流，Δi′表示上一循环二次调节电流，SetPoint＝0.8*MaxMBpress，MaxMBpress为二次提升记忆压力值；measPoint为建压操作的当前建压压力值；P,I,D分别为算法系数；LMI_Current为预设的二次调节电流阈值，LMI_Min为最小调节压力值；
当|E|≤LMI_Min时，Δi＝0；当|Δi|>LMI_Current时，Δi＝LMI_Current；
通过二次调节电流更新建压电流值i：
i＝i′+Δi
其中，i′表示上一循环建压电流值；
令Δi′＝Δi,i′＝i，每隔预定时间，循环执行上述步骤；
其中，所述建压电流值的初始值为上次马达制动器关闭前预设时间的电流值，所述二次提升记忆压力值为上次起升时马达制动器关闭前预设时间内马达起升腔压力平均值。
优选的，所述二次提升控制包括：
当泵控制电流小于当前泵建压电流值时，将当前泵建压电流值赋值给泵控制电流；
通过控制手柄调节手柄输出电流值，当手柄输出电流值大于当前泵建压电流值，将手柄输出电流值赋值给泵控制电流。
优选的，所述马达制动器打开后，马达下降腔的压力值持续大于预设压力值超过限定时间，泵和马达制动器强制复位；
马达起升腔、马达下降腔的压力均低于10bar超过限定时间，泵和马达制动器强制复位。
优选的，所述起重机卷扬起升系统包括两个卷扬，预设一个优化区间，在起升时，当其中一个卷扬达到上次起升的二次提升记忆压力值乘以优化区间的上限值，另一个卷扬达到或超过上次起升的二次提升记忆压力值乘以优化区间的下限值，两个卷扬同时开启。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明提供的一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法，依据马达制动器关闭前的泵电流来确定马达制动器再次开启前的泵初始建压电流大小，卷扬再次启动时，依据上次马达制动器关闭前泵控制电流的大小、马达转速以及二次提升记忆压力大小通过PID算法可以快速匹配出合理的二次提升的泵建压电流，即实现二次提升泵建压电流自适应匹配控制。相比较于线性比例算法得到的二次提升泵建压电流，可以避免因负载重量不同造成的二次提升泵建压过高、过低问题，解决不同负载情况下卷扬启动抖动、冲击问题；避免长久使用后液压硬件损耗造成的参数不匹配、卷扬的冲击、抖动问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的自适应控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。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。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例提供了一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法，包括：
步骤1、当检测到控制手柄传输的起升信号时，基于泵记忆电流值对泵输出泵控制电流；泵记忆电流值为：
Figure GDA0003983357180000051
其中，ia为泵记忆电流值，ib为起重机卷扬起升系统初始设定泵的最小电流值，n表示起重机卷扬起升系统上次运行时马达转速，MinR表示马达的最大转速，MinR表示马达的怠速转速。
步骤2、通过泵控制电流控制泵排量并对马达起升腔进行建压操作。
步骤3、在建压过程中，通过PID算法更新建压电流值；
通过PID算法计算获取二次调节电流，其表示如下：
Δi＝PID(measPoint,SetPoint,P,I,D,LMI_Current,LMI_Min)
E＝SetPoint-measPoint
Kg＝(E-E1)*P
Ki＝E*I/100
Kd＝(E-2*E1+E2)*D
E2＝E1
E1＝E
Δi＝Δi′+Kg+Ki+Kd
其中，Δi表示二次调节电流，Δi′表示上一循环二次调节电流，SetPoint＝0.8*MaxMBpress，MaxMBpress为二次提升记忆压力值；measPoint为建压操作的当前建压压力值；P,I,D分别为算法系数；LMI_Current为预设的二次调节电流阈值，LMI_Min为最小调节压力值；
当|E|≤LMI_Min时，Δi＝0；当|Δi|>LMI_Current时，Δi＝LMI_Current。通过二次调节电流更新建压电流值i：
i＝i′+Δi
其中，i′表示上一循环建压电流值；
令Δi′＝Δi,i′＝i，每隔预定时间，循环执行上述步骤；
在本实施例中，P＝0.005,I＝0,D＝0.1,LMI_Current＝5，LMI_Min＝10，预定时间为800ms。
其中，建压电流值的初始值为上次马达制动器关闭前预设时间的电流值，二次提升记忆压力值为上次起升时马达制动器关闭前预设时间内马达起升腔压力平均值。
步骤4、当检测到马达起升腔的压力达到二次提升记忆压力值时，打开马达制动器，基于当前的建压电流值进行二次提升控制；
二次提升控制包括：
当泵控制电流小于当前泵建压电流值时，将当前泵建压电流值赋值给泵控制电流；
通过控制手柄调节手柄输出电流值，当手柄输出电流值大于当前泵建压电流值，将手柄输出电流值赋值给泵控制电流。
同时设置有安全保护逻辑为：
马达制动器打开后，马达下降腔的压力值持续大于预设压力值超过限定时间，泵和马达制动器强制复位；
马达起升腔、马达下降腔的压力均低于10bar超过限定时间，泵和马达制动器强制复位。
步骤5、当检测到控制手柄传输的停止信号时，逐步降低泵控制电流；
步骤6、当检测到停止信号到达预定时刻(3s)或检测到马达起升腔的压力降低至设定压力值(二次提升记忆压力值的一定比例值，一般为0.85)时，关闭马达制动器。
当起重机卷扬起升系统包括两个卷扬，预设一个优化区间，在起升时，当其中一个卷扬达到上次起升的二次提升记忆压力值乘以优化区间的上限值，另一个卷扬达到或超过上次起升的二次提升记忆压力值乘以优化区间的下限值，两个卷扬同时开启。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法，其特征在于，包括：
当检测到控制手柄传输的起升信号时，基于泵记忆电流值对泵输出泵控制电流；
通过泵控制电流控制泵排量并对马达起升腔进行建压操作；
在建压过程中，通过PID算法更新建压电流值；
当检测到马达起升腔的压力达到二次提升记忆压力值时，打开马达制动器，基于当前的建压电流值进行二次提升控制；
当检测到控制手柄传输的停止信号时，逐步降低泵控制电流；
当检测到停止信号到达预定时刻或检测到马达起升腔的压力降低至设定压力值时，关闭马达制动器；
其中，所述泵记忆电流值为：
Figure FDA0003983357170000011
其中，ia为泵记忆电流值，ib为起重机卷扬起升系统初始设定泵的最小电流值，n表示起重机卷扬起升系统上次运行时马达转速，MinR表示马达的最大转速，MinR表示马达的怠速转速；
其中，所述通过PID算法更新建压电流值包括：
通过PID算法计算获取二次调节电流，其表示如下：
Δi＝PID(measPoint,SetPoint,P,I,D,LMI_Current,LMI_Min)
E＝SetPoint-measPoint
Kg＝(E-E1)*P
Ki＝E*I/100
Kd＝(E-2*E1+E2)*D
E2＝E1
E1＝E
Δi＝Δi′+Kg+Ki+Kd
其中，Δi表示二次调节电流，Δi′表示上一循环二次调节电流，SetPoint＝0.8*MaxMBpress，MaxMBpress为二次提升记忆压力值；measPoint为建压操作的当前建压压力值；P,I,D分别为算法系数；LMI_Current为预设的二次调节电流阈值，LMI_Min为最小调节压力值；
当|E|≤LMI_Min时，Δi＝0；当|Δi|>LMI_Current时，Δi＝LMI_Current；
通过二次调节电流更新建压电流值i：
i＝i′+Δi
其中，i′表示上一循环建压电流值；
令Δi′＝Δi,i′＝i，每隔预定时间，循环执行上述步骤；
其中，所述建压电流值的初始值为上次马达制动器关闭前预设时间的电流值，所述二次提升记忆压力值为上次起升时马达制动器关闭前预设时间内马达起升腔压力平均值。
2.根据权利要求1所述的一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法，其特征在于，所述二次提升控制包括：
当泵控制电流小于当前泵建压电流值时，将当前泵建压电流值赋值给泵控制电流；
通过控制手柄调节手柄输出电流值，当手柄输出电流值大于当前泵建压电流值，将手柄输出电流值赋值给泵控制电流。
3.根据权利要求1所述的一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法，其特征在于，所述马达制动器打开后，马达下降腔的压力值持续大于预设压力值超过限定时间，泵和马达制动器强制复位；
马达起升腔、马达下降腔的压力均低于10bar超过限定时间，泵和马达制动器强制复位。
4.根据权利要求1所述的一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法，其特征在于，所述起重机卷扬起升系统包括两个卷扬，预设一个优化区间，在起升时，当其中一个卷扬达到上次起升的二次提升记忆压力值乘以优化区间的上限值，另一个卷扬达到或超过上次起升的二次提升记忆压力值乘以优化区间的下限值，两个卷扬同时开启。
CN202111118390.9A 2021-09-24 2021-09-24 一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法 Active CN113800415B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111118390.9A CN113800415B (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111118390.9A CN113800415B (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113800415A CN113800415A (zh) 2021-12-17
CN113800415B true CN113800415B (zh) 2023-03-24

Family

ID=78896489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111118390.9A Active CN113800415B (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113800415B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115387415B (zh) * 2022-07-29 2023-08-04 三一重机有限公司 位姿复位控制方法、装置、系统及作业机械

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009030709A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Kobelco Cranes Co Ltd クレーンウインチのシリーズ油圧回路
JP2018203469A (ja) * 2017-06-06 2018-12-27 株式会社タダノ 移動範囲報知装置
WO2020264359A1 (en) * 2019-06-28 2020-12-30 Milwaukee Electric Tool Corporation Wireless hoist system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08302748A (ja) * 1995-05-09 1996-11-19 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機械の安全装置および駆動回路
JP3351250B2 (ja) * 1996-08-13 2002-11-25 コベルコ建機株式会社 巻上装置の制御方法及び制御装置
CN1970426A (zh) * 2005-11-21 2007-05-30 贺勍 防止工程起重机二次起升下滑的压差控制法
CN102502443B (zh) * 2011-10-11 2014-12-24 中联重科股份有限公司 起重机卷扬二次起升的控制方法和控制装置
JP2012101136A (ja) * 2012-02-13 2012-05-31 Ebara Corp 消火ポンプ装置
CN203926173U (zh) * 2013-09-24 2014-11-05 徐工集团工程机械股份有限公司 起重机微动控制系统
CN103452925B (zh) * 2013-09-24 2015-07-29 徐工集团工程机械股份有限公司 起重机微动控制方法和系统
CN103738853B (zh) * 2014-01-24 2015-07-29 徐工集团工程机械股份有限公司 起重机动作控制方法和系统
CN104609311B (zh) * 2015-02-03 2016-09-14 徐工集团工程机械股份有限公司 一种用于起重机的双卷扬同步控制系统及方法
CN104944288B (zh) * 2015-05-13 2017-02-22 徐州重型机械有限公司 一种起重机卷扬马达压力记忆控制系统和方法
GB2585752B (en) * 2018-05-21 2022-10-12 Kawasaki Heavy Ind Ltd Hydraulic drive system of construction machine
JP7172243B2 (ja) * 2018-07-25 2022-11-16 株式会社タダノ クレーンおよびクレーンの制御システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009030709A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Kobelco Cranes Co Ltd クレーンウインチのシリーズ油圧回路
JP2018203469A (ja) * 2017-06-06 2018-12-27 株式会社タダノ 移動範囲報知装置
WO2020264359A1 (en) * 2019-06-28 2020-12-30 Milwaukee Electric Tool Corporation Wireless hoist system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
起重机闭式液压系统可靠性研究;李怀福等;《建设机械技术与管理》;20170620(第06期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113800415A (zh) 2021-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101371037B (zh) 用于使风能设备运行的方法和风能设备
AU2010202864B2 (en) Crane Control for the Control of a Hoisting Gear of a Crane
CN113800415B (zh) 一种起重机卷扬起升系统的自适应控制方法
US20190203692A1 (en) Dynamic controlled wind turbine shutdown
CN103303800A (zh) 起重机的回转控制方法和回转控制系统及起重机
CN101559904A (zh) 起重机抓斗升降与开闭协调控制系统及其控制方法
CN108609499A (zh) 桅杆自动升降控制方法和使用这种方法的起重机
CN102146943B (zh) 马达压力切断控制系统及应用该系统的起重机
CN108549209A (zh) 一种起重机防摇控制方法
JP5746594B2 (ja) クレーンのウィンチ動作制御装置
CN100496781C (zh) 中板四辊轧机单侧跟随式负荷平衡控制法
CN113162073A (zh) 一种风电机组与储能协调调频控制方法及系统
CN115398095A (zh) 用于控制多转子风力涡轮机的方法
CN103475291A (zh) 一种发电机在电力系统暂态过程中的全过程励磁控制方法
CN104944288A (zh) 一种起重机卷扬马达压力记忆控制系统和方法
CN103984229A (zh) 一种塔式起重机起升机构调速系统的神经网络控制方法
CN102865192A (zh) 一种削减风电机组尖峰载荷的变桨控制方法
CN103213912A (zh) 电动卷扬机及其控制方法
CN201982416U (zh) 马达压力切断控制系统及应用该系统的起重机
CN107070360B (zh) 风力发电交流变桨伺服驱动器输出力矩平滑控制方法
CN109467011A (zh) 一种适用于起重机行业的分段变加速度的s曲线控制方法
CN203728458U (zh) 一种塔式起重机可联动双起升机构
CN204751970U (zh) 桥式起重机
CN114784824B (zh) 一种基于电网大频差时一次调频优先动作的控制方法
CN107634694A (zh) 一种旋转机构的转速控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant