CN115744631A - 起升合流动态调节控制的方法、系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种起升合流动态调节控制的方法、系统及起重机。该方法包括：获取起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径、发动机的当前转速对应的输出功率和扭矩。根据输出功率扭矩确定泵组的当前需求排量，根据当前需求排量、起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径确定泵组的实际需求功率和扭矩。在实际需求功率和扭矩大于发动机的输出功率和扭矩的情况下，调节泵组和/或马达的实际排量，以使泵组的实际需求功率和扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和扭矩匹配。本申请能解决在不同吊重工况下，特别是当前负载需求超过发动机能够提供的功率、扭矩时导致发动机熄火的问题，同时提高了系统的工作效率。

Description

起升合流动态调节控制的方法、系统及起重机

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，具体地涉及一种起升合流动态调节控制的方法、系统及起重机。

背景技术

在起重机的吊载作业过程中，随着吊重物的重量和吊载高度增加，负载端对于功率、扭矩的需求也逐步增加，直至达到或超过当前状态下发动机能够提供的功率、扭矩上限，此时就需要对负载端进行调节(调节泵和/或马达排量)，来满足发动机能够提供的功率、扭矩要求，以确保发动机不熄火。

现有技术中，主要采取的控制方式是极载系统调节控制。极载系统对于负载端的调节是先检测偏差(转速)，后进行调节的过程，即通过接收发动机当前的实际转速、设定转速，比较两者差值是否超过允许范围来判断负荷是否超限，当转速差超过允许值时，调节泵和/或马达排量，降低负荷满足发动机输出功率、扭矩的需求。然而，此时发动机的输出功率、扭矩已经满足不了当前需求，当面临类似于多泵-多马达的这样负载变化大的状况时，极载系统的调节存在响应滞后的表现，从而出现来不及调节而导致发动机熄火的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种起升合流动态调节控制的方法、系统及起重机，用以解决现有技术中面临类似于多泵-多马达的这样负载变化大的状况时，由于极载系统的调节响应滞后使发动机熄火的问题。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种起升合流动态调节控制的方法，应用于起重机，起重机包括控制器、发动机、起升机构、滑轮组和钢丝绳，控制器分别与发动机和起升机构通信，起升机构包括卷筒、至少一个泵组和至少一个马达，该方法包括：

获取起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径；

获取发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩；

根据发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩确定泵组的当前需求排量；

根据泵组的当前需求排量、起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩；

判断泵组的实际需求功率和实际需求扭矩是否大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩；

在判定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩的情况下，调节泵组和/或马达的实际排量至当前需求排量，以使泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩匹配。

在本申请实施例中，泵组的当前需求排量满足公式(1)：

V_g2＝min(V_g2-1，V_g2-2)； (1)

其中，V_g2-1为根据所述发动机的当前转速对应的输出功率计算得出的所述泵组的第一当前需求排量，V_g2-2为根据所述发动机的当前转速对应的输出扭矩计算得出的所述泵组的第二当前需求排量，V_g2为所述泵组的当前需求排量，K为功率、扭矩折算系数，范围为0～1。

在本申请实施例中，在调节泵组和/或马达的实际排量至当前需求排量，以使泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和扭矩匹配之后，还包括：

根据泵组的当前需求排量、马达的总排量和发动机的当前转速确定马达的理论转速；

获取马达的实际转速；

判断马达的实际转速和马达的理论转速是否匹配；

在判定马达的实际转速和马达的理论转速不匹配的情况下，继续调节泵组和/或马达的实际排量，直至马达的实际转速和马达的理论转速匹配。

在本申请实施例中，马达的理论转速满足公式(2)：

其中，n₁为马达的理论转速，n₀为发动机的当前转速，η₁为泵组和马达的总容积效率，N₂为马达的个数，N₁为泵组个数，i₂为分动箱速比(当发动机和泵组之间无分动箱时，i₂为1)，V_g1为马达总排量，V_g2为泵组的当前需求排量。

在本申请实施例中，根据泵组的当前需求排量、起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩包括：

根据起重机的吊重和滑轮组的倍率确定钢丝绳的单绳拉力；

根据卷筒直径和钢丝绳的直径确定钢丝绳的当前作用直径；

根据钢丝绳的单绳拉力、当前作用直径和工作层数确定马达的平均工作压力；

根据马达的平均工作压力确定泵组的平均压力；

根据泵组的平均压力和泵组的当前需求排量确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩。

在本申请实施例中，马达的平均工作压力满足公式(3)：

其中，p₁为马达的平均工作压力，F为钢丝绳的单绳拉力，d为钢丝绳的当前作用直径，i₁为减速机速比，V_g1为马达总排量，η₁为泵组和马达的总容积效率，η₂为减速机机械效率。

在本申请实施例中，泵组的平均压力满足公式(4)：

p₂＝p₁+Δp； (4)

其中，p₂为泵组的平均压力，p₁为马达的平均工作压力，Δp为泵组到所述马达管路的压力损失。

在本申请实施例中，泵组的实际功率和实际扭矩满足公式(5)：

其中，P1为所述泵组的实际需求功率，T1为所述泵组的实际需求扭矩，p₁为所述马达的平均工作压力，p₂为所述泵组的平均压力，V_g2为所述泵组当前需求排量，n₀为所述发动机的当前转速，η₃为泵组总效率，η₄为所述泵组容积效率，η₅为泵组机械效率。

本申请第二方面提供一种控制器，包括：

存储器，被配置成存储指令；以及

处理器，被配置成从所述存储器调用所述指令以及在执行所述指令时能够实现上述的起升合流动态调节控制的方法。

本申请第三方面提供一种起升合流动态调节控制系统，包括：

发动机；

起升机构，包括卷筒、至少一个泵组和至少一个马达；以及

上述的控制器，分别与发动机、起升机构通信。

本申请第四方面提供一种起重机，包括根据上述的起升合流动态调节控制系统。

本申请第五方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的起升合流动态调节控制方法。

通过上述技术方案，首先获取起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径，再获取发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩。根据发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩确定泵组的当前需求排量，根据泵组的当前需求排量、起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩。然后判断泵组的实际需求功率和实际需求扭矩是否大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩，在判定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩的情况下，调节泵组和/或马达的实际排量至当前需求排量，以使泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩匹配。本申请通过实时计算对泵和/或马达排量进行调节，实现了发动机的输出功率和输出扭矩与负载端动态变化的需求相匹配，并采用马达转速这一参数指标进行闭环反馈控制，解决了在不同吊重工况下，特别是当前负载需求超过发动机能够提供的功率、扭矩时导致发动机熄火的问题，同时提高了系统的工作效率。

本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：

图1示意性示出了根据本申请实施例的一种起升合流动态调节控制的方法的应用环境图；

图2示意性示出了根据本申请实施例的一种起升合流动态调节控制的方法的流程图；

图3示意性示出了根据本申请实施例的一种精准调节泵组排量的方法流程图；

图4示意性示出了根据本申请实施例的一种确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩的方法流程图；

图5示意性示出了根据本申请实施例的一种控制器的结构框图；

图6示意性示出了根据本申请实施例的一种起升合流动态调节控制系统框图。

附图标记说明

1 发动机 2 起升机构

3 滑轮组 4 控制器

210 泵组 220 马达

230 减速机 240 卷筒

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1示意性示出了根据本申请实施例的一种起升合流动态调节控制的方法的应用环境图。本申请实施例的起升合流动态调节控制的方法可以应用于如图1所示的应用环境中。在本申请实施例中，起升合流动态调节控制的方法应用于起重机，该起重机包括发动机1、分动箱、泵组210、马达220、减速机230、卷筒240、滑轮组3和钢丝绳。发动机1通过分动箱带动泵210对马达220提供动力，马达220的旋转运动带动吊重物起升或下降。在吊载作业过程中，随着吊重物的重量和吊载高度增加，负载端对于功率、扭矩的需求也逐步增加，直至达到或超过当前状态下发动机1能够提供的功率、扭矩上限，此时就需要对负载端进行调节(调节泵组210和/或马达220排量)，来满足发动机1能够提供的功率、扭矩要求，以确保发动机1不熄火。

当前主要采取的控制方式是极载系统调节控制：通过检测发动机是否掉速，来判断载荷是否超限；若超限，调节泵组和/或马达的排量达到降低负荷满足发动机输出功率、扭矩需要的目的。极载系统对于负载端的调节是先检测偏差(转速)，后进行调节的过程，此时发动机的输出功率、扭矩已经出现满足不了当前需求的现象，当面临类似于多泵-多马达的这样负载变化大的状况时，极载系统的调节存在响应滞后的表现，出现来不及调节而导致发动机熄火现象。基于此，本申请实施例提出一种起升合流动态调节控制的方法。使当前发动机的唯一输出可以对应动态变化的负载端需求，在出现负载端需求超过发动机能够提供的情况下，通过对泵和/或马达进行调节，以适应发动机的输出功率、扭矩，从而避免出现发动机熄火的情况。

图2示意性示出了根据本申请实施例的一种起升合流动态调节控制的方法的流程图。如图2所示，本申请实施例提供一种起升合流动态调节控制的方法，该方法可以包括下列步骤。

步骤201、获取起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径。

在本申请实施例中，吊重在不同高度时，对应起升机构钢丝绳在起不同工作层，起升系统的工作压力随工作层数增加而逐步增大，这样一来负载端的需求就是动态变化的，而在发动机转速选定后，发动机的输出功率、扭矩就是确定的。也就是说，当前发动机的唯一输出要对应动态变化的负载端需求。在实际作业过程中存在当前工作层时发动机输出功率、扭矩能够满足负载端需求，而到另一工作层时发动机输出功率、扭矩就满足不了负载端需求。对于这种负载端需求超过发动机能够提供的情况，需要对泵和/或马达进行调节，以适应发动机的输出功率和输出扭矩。因此，为了对泵和/或马达进行精准地调节，可以首先获取起重机的相关参数，在本申请示例中，相关参数可以是起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径。

步骤202、获取发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩。

在本申请实施例中，由于在发动机的转速选定后，发动机的输出功率和输出扭矩是确定的，因此为了使当前发动机的唯一输出可以对应动态变化的负载端需求，需要获取发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩。发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩可以直接读取。

步骤203、根据发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩确定泵组的当前需求排量。

在本申请实施例中，在确定了当前发动机的唯一输出即发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩之后，可以根据发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩计算出负载端的需求即泵组的当前需求排量。确定泵组的当前需求排量可以避免出现负载端需求超过发动机能够提供的情况，保证了系统正常高效地运行。在本申请实施例中，泵组的当前需求排量满足公式(1)：

V_g2＝min(V_g2-1，V_g2-2)； (1)

其中，V_g2-1为根据发动机的当前转速对应的输出功率计算得出的所述泵组的第一当前需求排量，V_g2-2为根据发动机的当前转速对应的输出扭矩计算得出的泵组的第二当前需求排量，V_g2为泵组的当前需求排量，K为功率、扭矩折算系数，范围为0～1。

具体地，分别根据发动机的当前转速对应的输出功率和发动机的当前转速对应的输出扭矩计算泵组的当前需求排量，即第一当前需求排量V_g2-1和第二当前需求排量V_g2-2。为了使负载端需求不超出发动机所能提供的，因此，选择第一当前需求排量V_g2-1和第二当前需求排量V_g2-2中较小的一个作为泵组的当前需求排量。

步骤204、根据泵组的当前需求排量、起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩。

具体地，负载端的实际功率和实际扭矩是判断负载端的需求是否超出发动机所能够提供的最大限度的依据。因此，可以根据起重机的相关参数和负载端的需求计算得出负载端的实际功率和实际扭矩，以此来判断发动机是否能满足负载端的需求。在本申请实施例中，可以根据泵组的当前需求排量、起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩。

步骤205、判断泵组的实际需求功率和实际需求扭矩是否大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩。

在本申请实施例中，由于在实际作业过程中存在当前工作层时发动机输出功率和输出扭矩能够满足负载端需求，而到另一工作层时发动机输出功率和输出扭矩满足不了负载端需求的情况。因此，可以通过判断泵组的实际需求功率和实际需求扭矩是否大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩，来判断当前需求是否超出发动机所能提供的。

步骤206、在判定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩的情况下，调节泵组和/或马达的实际排量至当前需求排量，以使泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩匹配。

具体地，在判定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩小于等于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩的情况下，说明发动机可以满足负载端的当前需求，此时，控制器继续获取马达的平均工作压力，泵组以当前的实际排量工作。在判定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩的情况下，说明负载端的需求超出了发动机所能提供的。此时，需要对泵和/或马达进行调节，以使负载端适应发动机的输出功率和输出扭矩。在本申请实施例中，可以调节泵组和/或马达的实际排量至当前需求排量，以使泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩匹配。从而使得当前发动机的唯一输出可以对应动态变化的负载端需求，避免了发动机熄火。其中，实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩匹配是指功率比和扭矩比均小于1，即泵组实际需求功率/发动机的当前转速对应的输出功率＜1，泵组实际需求扭矩/发动机的当前转速对应的输出扭矩＜1。

通过上述技术方案，首先获取起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径，再获取发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩。根据发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩确定泵组的当前需求排量，根据泵组的当前需求排量、起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩。然后判断泵组的实际需求功率和实际需求扭矩是否大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩，在判定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩的情况下，调节泵组和/或马达的实际排量至当前需求排量，以使泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩匹配。本申请通过实时计算对泵和/或马达排量进行调节，实现了发动机的输出功率和输出扭矩与负载端动态变化的需求相匹配，并采用马达转速这一参数指标进行闭环反馈控制，解决了在不同吊重工况下，特别是当前负载需求超过发动机能够提供的功率、扭矩时导致发动机熄火的问题，同时提高了系统的工作效率。

图3示意性示出了根据本申请实施例的一种精准调节泵组排量的方法流程图。如图3所示，在本申请实施例中，调节泵组和/或马达的实际排量至当前需求排量，以使泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和扭矩匹配之后，方法还可以包括：

步骤301、根据泵组的当前需求排量、马达的总排量和发动机的当前转速确定马达的理论转速；

步骤302、获取马达的实际转速；

步骤303、判断马达的实际转速和马达的理论转速是否匹配；

步骤304、在判定马达的实际转速和马达的理论转速不匹配的情况下，继续调节泵组和/或马达的实际排量，直至马达的实际转速和马达的理论转速匹配。

在本申请实施例中，在调节泵组和/或马达的实际排量至当前需求排量，以使泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和扭矩匹配之后，还能够通过增加如图3所示的基于马达转速的闭环反馈控制环节来实现泵组排量调节更加精准。基于马达转速的闭环反馈控制即对比马达当前实际转速及理论转速的差异。具体地，首先可以根据泵组的当前需求排量、马达的总排量和发动机的当前转速确定马达的理论转速，再获取马达当前的实际转速。最后判断马达的实际转速和马达的理论转速是否匹配，在判定马达的实际转速和马达的理论转速不匹配的情况下，继续调节泵组和/或马达的实际排量，直至马达的实际转速和马达的理论转速匹配。采用马达转速这一参数指标进行闭环反馈控制，即满足了当前功率、扭矩需求，又最大限度发挥系统工作效率。

在本申请实施例中，马达的理论转速满足公式(2)：

其中，n₁为马达的理论转速，n₀为发动机的当前转速，η₁为泵组和马达的总容积效率，N₂为马达的个数，N₁为泵组个数，i₂为分动箱速比(当发动机和泵组之间无分动箱时，i₂为1)，V_g1为马达总排量，V_g2为泵组的当前需求排量。

图4示意性示出了根据本申请实施例的一种确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩的方法流程图。如图4所示，在本申请实施例中，根据泵组的当前需求排量、起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩可以包括：

步骤401、根据起重机的吊重和滑轮组的倍率确定钢丝绳的单绳拉力；

步骤402、根据卷筒直径和钢丝绳的直径确定钢丝绳的当前作用直径；

步骤403、根据钢丝绳的单绳拉力、当前作用直径和工作层数确定马达的平均工作压力；

步骤404、根据马达的平均工作压力确定泵组的平均压力；

步骤405、根据泵组的平均压力和泵组的当前需求排量确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩。

在本申请实施例中，通过获得吊重、滑轮组的倍率等数据，可以计算出当前起升机构的钢丝绳的单绳拉力，再结合卷筒直径、钢丝绳的直径以及钢丝绳的工作层数可以计算得到当前机构马达平均工作压力，进而可以计算出泵组平均工作压力。最后根据泵组的平均压力和泵组的当前需求排量可以确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩。

在本申请实施例中，钢丝绳的单绳拉力满足公式(6)：

其中，F为钢丝绳的单绳拉力，G为起重机的吊重，η为滑轮组的倍率。

在本申请实施例中，钢丝绳的当前作用直径满足公式(7)：

d＝d1+(n-1)d2； (7)

其中，d为钢丝绳的当前作用直径，d1为卷筒直径，d2为钢丝绳直径，n为钢丝绳的工作层数。

在本申请实施例中，马达的平均工作压力推导过程如下：

其中，T_motor为马达扭矩，T_gear为减速机扭矩，V_g1为马达总排量，η₁为泵组和马达的总容积效率，η₂为减速机机械效率，i₁为减速机速比，F为钢丝绳的单绳拉力，d为钢丝绳的当前作用直径。

因此，马达的平均工作压力满足公式(3)：

其中，p₁为马达的平均工作压力，F为钢丝绳的单绳拉力，d为钢丝绳的当前作用直径，i₁为减速机速比，V_g1为马达总排量，η₁为泵组和马达的总容积效率，η₂为减速机机械效率。

在本申请实施例中，泵组的平均压力满足公式(4)：

p₂＝p₁+Δp； (4)

其中，p₂为泵组的平均压力，p₁为马达的平均工作压力，Δp为泵组到所述马达管路的压力损失。

在本申请实施例中，泵组的实际功率的推导过程如下：

其中，Q为泵组总排量，P1为所述泵组的实际需求功率，T1为所述泵组的实际需求扭矩，p₁为所述马达的平均工作压力，p₂为所述泵组的平均压力，V_g2为所述泵组当前需求排量，n₀为所述发动机的当前转速，i₂为分动箱速比(当发动机和泵组之间无分动箱时，i₂为1)，η₃为泵组总效率，η₄为所述泵组容积效率，η₅为泵组机械效率。

因此，泵组的实际功率和实际扭矩满足公式(5)：

其中，P1为所述泵组的实际需求功率，T1为所述泵组的实际需求扭矩，p₁为所述马达的平均工作压力，p₂为所述泵组的平均压力，V_g2为所述泵组当前需求排量，n₀为所述发动机的当前转速，η₃为泵组总效率，η₄为所述泵组容积效率，η₅为泵组机械效率。

图5示意性示出了根据本申请实施例的一种控制器的结构框图。如图5所示，本申请实施例提供一种控制器，可以包括：

存储器510，被配置成存储指令；以及

处理器520，被配置成从存储器510调用指令以及在执行指令时能够实现上述的起升合流动态调节控制的方法。

具体地，在本申请实施例中，处理器520可以被配置成：

获取起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径；

获取发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩；

根据发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩确定泵组的当前需求排量；

根据泵组的当前需求排量、起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩；

判断泵组的实际需求功率和实际需求扭矩是否大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩；

在判定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩的情况下，调节泵组和/或马达的实际排量至当前需求排量，以使泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩匹配。

在本申请实施例中，泵组的当前需求排量满足公式(1)：

V_g2＝min(V_g2-1，V_g2-2)； (1)

其中，V_g2-1为根据所述发动机的当前转速对应的输出功率计算得出的所述泵组的第一当前需求排量，V_g2-2为根据所述发动机的当前转速对应的输出扭矩计算得出的所述泵组的第二当前需求排量，V_g2为所述泵组的当前需求排量，K为功率、扭矩折算系数，范围为0～1。

进一步地，处理器520还可以被配置成：

根据泵组的当前需求排量、马达的总排量和发动机的当前转速确定马达的理论转速；

获取马达的实际转速；

判断马达的实际转速和马达的理论转速是否匹配；

在判定马达的实际转速和马达的理论转速不匹配的情况下，继续调节泵组和/或马达的实际排量，直至马达的实际转速和马达的理论转速匹配。

在本申请实施例中，马达的理论转速满足公式(2)：

其中，n₁为马达的理论转速，n₀为发动机的当前转速，η₁为泵组和马达的总容积效率，N₂为马达的个数，N₁为泵组个数，i₂为分动箱速比(当发动机和泵组之间无分动箱时，i₂为1)，V_g1为马达总排量，V_g2为泵组的当前需求排量。

进一步地，处理器520还可以被配置成：

根据起重机的吊重和滑轮组的倍率确定钢丝绳的单绳拉力；

根据卷筒直径和钢丝绳的直径确定钢丝绳的当前作用直径；

根据钢丝绳的单绳拉力、当前作用直径和工作层数确定马达的平均工作压力；

根据马达的平均工作压力确定泵组的平均压力；

根据泵组的平均压力和泵组的当前需求排量确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩。

在本申请实施例中，马达的平均工作压力满足公式(3)：

其中，p₁为马达的平均工作压力，F为钢丝绳的单绳拉力，d为钢丝绳的当前作用直径，i₁为减速机速比，V_g1为马达总排量，η₁为泵组和马达的总容积效率，η₂为减速机机械效率。

在本申请实施例中，泵组的平均压力满足公式(4)：

p₂＝p₁+Δp； (4)

其中，p₂为泵组的平均压力，p₁为马达的平均工作压力，Δp为泵组到所述马达管路的压力损失。

在本申请实施例中，泵组的实际功率和实际扭矩满足公式(5)：

其中，P1为所述泵组的实际需求功率，T1为所述泵组的实际需求扭矩，p₁为所述马达的平均工作压力，p₂为所述泵组的平均压力，V_g2为所述泵组当前需求排量，n₀为所述发动机的当前转速，η₃为泵组总效率，η₄为所述泵组容积效率，η₅为泵组机械效率。

通过上述技术方案，首先获取起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径，再获取发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩。根据发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩确定泵组的当前需求排量，根据泵组的当前需求排量、起重机的吊重、滑轮组的倍率、钢丝绳的工作层数和卷筒直径确定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩。然后判断泵组的实际需求功率和实际需求扭矩是否大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩，在判定泵组的实际需求功率和实际需求扭矩大于发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩的情况下，调节泵组和/或马达的实际排量至当前需求排量，以使泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩匹配。本申请通过实时计算对泵和/或马达排量进行调节，实现了发动机的输出功率和输出扭矩与负载端动态变化的需求相匹配，并采用马达转速这一参数指标进行闭环反馈控制，解决了在不同吊重工况下，特别是当前负载需求超过发动机能够提供的功率、扭矩时导致发动机熄火的问题，同时提高了系统的工作效率。

图6示意性示出了根据本申请实施例的一种起升合流动态调节控制系统框图。如图6所示，本申请实施例还提供一种起升合流动态调节控制系统，可以包括：

发动机1；

起升机构2，包括卷筒240、至少一个泵组210和至少一个马达220；以及

根据上述的控制器4，分别与发动机1、起升机构2通信。

在本申请实施例中，控制器4可以分别与发动机1、起升机构2通信。控制器4实时获取发动机1的转速和转速对应的输出功率、输出扭矩。同时根据发动机1转速对应的输出功率、输出扭矩计算起升机构2中泵组210所需要的排量。根据泵组210所需要的排量可以计算出泵组210的当前需求功率和当前需求扭矩，通过比较泵组210的当前需求功率和当前需求扭矩与发动机1转速对应的输出功率、输出扭矩，可以判断泵组210的当前需求是否超出发动机1所能提供的。

需要说明的是，本申请实施例中泵组和马达的配置可以是多种设置方式：

1)数量配置方式

可以是：双泵-双马达、多泵-多马达的配置方式，其中，多泵-多马达的配置方式包括单泵-多马达和多泵-单马达。

2)结构形式配置方式

可以是：变量泵-变量马达、变量泵-定量马达、定量泵-变量马达的配置方式，对应调节方式：泵和/或马达排量双调、泵排量调节、马达排量调节方式。

在本申请实施例中，泵和马达的排量调节方式可以是电控比例方式，也可以是液控比例方式。起重机的起升机构可以是单起升机构，也可以是双起升机构，还可以包括多机构联动的场景，如起升机构和变幅机构等复合动作。

本申请实施例还提供一种起重机，包括根据上述的起升合流动态调节控制系统。

本申请实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于起升合流动态调节控制的方法。

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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种起升合流动态调节控制的方法，其特征在于，应用于起重机，所述起重机包括控制器、发动机、起升机构、滑轮组和钢丝绳，所述控制器分别与所述发动机和所述起升机构通信，所述起升机构包括卷筒、至少一个泵组和至少一个马达，所述方法包括：

获取所述起重机的吊重、所述滑轮组的倍率、所述钢丝绳的工作层数和所述卷筒直径；

获取所述发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩；

根据所述发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩确定所述泵组的当前需求排量；

根据所述泵组的当前需求排量、所述起重机的吊重、所述滑轮组的倍率、所述钢丝绳的工作层数和所述卷筒直径确定所述泵组的实际需求功率和实际需求扭矩；

判断所述泵组的实际需求功率和实际需求扭矩是否大于所述发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩；

在判定所述泵组的实际需求功率和实际需求扭矩大于所述发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩的情况下，调节所述泵组和/或所述马达的实际排量至当前需求排量，以使所述泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与所述发动机的当前转速对应的输出功率和输出扭矩匹配。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泵组的当前需求排量满足公式(1)：

V_g2＝min(V_g2-1，V_g2-2)； (1)

其中，V_g2-1为根据所述发动机的当前转速对应的输出功率计算得出的所述泵组的第一当前需求排量，V_g2-2为根据所述发动机的当前转速对应的输出扭矩计算得出的所述泵组的第二当前需求排量，V_g2为所述泵组的当前需求排量，K为功率、扭矩折算系数，范围为0～1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述调节所述泵组和/或所述马达的实际排量至当前需求排量，以使所述泵组的实际需求功率和实际需求扭矩与所述发动机的当前转速对应的输出功率和扭矩匹配之后，还包括：

根据所述泵组的当前需求排量、所述马达的总排量和所述发动机的当前转速确定所述马达的理论转速；

获取所述马达的实际转速；

判断所述马达的实际转速和所述马达的理论转速是否匹配；

在判定所述马达的实际转速和所述马达的理论转速不匹配的情况下，继续调节所述泵组和/或所述马达的实际排量，直至所述马达的实际转速和所述马达的理论转速匹配。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述马达的理论转速满足公式(2)：

其中，n₁为所述马达的理论转速，n₀为所述发动机的当前转速，η₁为所述泵组和所述马达的总容积效率，N₂为所述马达的个数，N₁为泵组个数，i₂为分动箱速比(当所述发动机和所述泵组之间无分动箱时，i₂为1)，V_g1为所述马达总排量，V_g2为所述泵组的当前需求排量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述泵组的当前需求排量、所述起重机的吊重、所述滑轮组的倍率、所述钢丝绳的工作层数和所述卷筒直径确定所述泵组的实际需求功率和实际需求扭矩包括：

根据所述起重机的吊重和所述滑轮组的倍率确定所述钢丝绳的单绳拉力；

根据所述卷筒直径和所述钢丝绳的直径确定所述钢丝绳的当前作用直径；

根据所述钢丝绳的单绳拉力、当前作用直径和工作层数确定所述马达的平均工作压力；

根据所述马达的平均工作压力确定所述泵组的平均压力；

根据所述泵组的平均压力和所述泵组的当前需求排量确定所述泵组的实际需求功率和实际需求扭矩。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述马达的平均工作压力满足公式(3)：

其中，p₁为所述马达的平均工作压力，F为所述钢丝绳的单绳拉力，d为所述钢丝绳的当前作用直径，i₁为减速机速比，V_g1为所述马达总排量，η₁为所述泵组和所述马达的总容积效率，η₂为减速机机械效率。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述泵组的平均压力满足公式(4)：

p₂＝p₁+Δp； (4)

其中，p₂为所述泵组的平均压力，p₁为所述马达的平均工作压力，Δp为所述泵组到所述马达管路的压力损失。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述泵组的实际功率和实际扭矩满足公式(5)：

其中，P1为所述泵组的实际需求功率，T1为所述泵组的实际需求扭矩，p₁为所述马达的平均工作压力，p₂为所述泵组的平均压力，V_g2为所述泵组当前需求排量，n₀为所述发动机的当前转速，η₃为泵组总效率，η₄为所述泵组容积效率，η₅为泵组机械效率。

9.一种控制器，其特征在于，包括：

存储器，被配置成存储指令；以及

处理器，被配置成从所述存储器调用所述指令以及在执行所述指令时能够实现根据权利要求1至8中任一项所述的起升合流动态调节控制的方法。

10.一种起升合流动态调节控制系统，其特征在于，包括：

发动机；

起升机构，包括卷筒、至少一个泵组和至少一个马达；以及

根据权利要求9的控制器，分别与所述发动机、所述起升机构通信。

11.一种起重机，其特征在于，包括根据权利要求10所述的起升合流动态调节控制系统。

12.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求1至8中任一项所述的起升合流动态调节控制的方法。

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