臂架控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種臂架控制方法及系統(tǒng)。該臂架控制方法包括：a、獲得臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程以及油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；b、根據(jù)上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得到臂架夾角角速度與油缸速度以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系；c、根據(jù)臂架夾角角速度與油缸速度以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，預(yù)設(shè)平穩(wěn)控制策略；d、根據(jù)當(dāng)前的臂架夾角、控制輸入信號(hào)和上述平穩(wěn)控制策略，得到最優(yōu)的油缸運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間；e、控制油缸按照所述油缸運(yùn)動(dòng)速度和所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間動(dòng)作。實(shí)施本發(fā)明，能夠有效提高作業(yè)過程中臂架控制的連續(xù)性和平穩(wěn)性，降低臂架控制過程對(duì)操作者的依賴，在提高泵送機(jī)械作業(yè)性能的同時(shí)降低了人工成本。
【專利說明】臂架控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械臂控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種臂架控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土泵車等泵送機(jī)械是利用壓力將混凝土沿管道連續(xù)輸送的機(jī)械設(shè)備，一般由行走裝置、泵送裝置和臂架裝置組成。其中，臂架裝置由依次鉸接相連的多節(jié)臂架組成，首節(jié)臂架的底端鉸接于轉(zhuǎn)臺(tái)，首節(jié)臂架于轉(zhuǎn)臺(tái)之間以及相連兩節(jié)臂架之間設(shè)置有油缸(可稱為臂架油缸)，用于調(diào)整首節(jié)臂架于轉(zhuǎn)臺(tái)的夾角以及相連兩節(jié)臂架之間的夾角(可成為臂架夾角)；為了便于調(diào)節(jié)臂架夾角，在某些相鄰的兩個(gè)臂架之間采用多連桿機(jī)構(gòu)，由臂架油缸調(diào)整連桿機(jī)構(gòu)的變化以實(shí)現(xiàn)臂架夾角的變化。
[0003]另外，多節(jié)臂架上設(shè)置有與泵送裝置連接的輸送管，在工作過程中，當(dāng)輸送位置確定下來后，即可控制臂架裝置帶動(dòng)輸送管實(shí)現(xiàn)展開、收攏或者旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，以使末節(jié)臂架末端的輸送管對(duì)準(zhǔn)輸送位置，從而實(shí)現(xiàn)輸送。目前，臂架裝置的控制通常依靠操作者與遙控裝置配合完成。
[0004]通常，為了對(duì)末節(jié)臂架末端的位置進(jìn)行控制，可建立整體臂架模型，并利用該整體臂架模型及臂架末端的目標(biāo)位置，計(jì)算每一臂架在臂架末端運(yùn)動(dòng)至目標(biāo)位置時(shí)的目標(biāo)傾斜角(與各臂架夾角一一對(duì)應(yīng))，之后通過施加控制電流，使臂架油缸伸出或縮回相應(yīng)位移，以使每一臂架具有其目標(biāo)傾斜角。在施加控制電流期間，需不斷將安裝于每一臂架上的傾角傳感器所測的當(dāng)前傾斜角反饋至控制器，該控制器將當(dāng)前傾斜角與目標(biāo)傾斜角進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果對(duì)施加至臂架油缸的控制電流進(jìn)行控制，直至每一臂架具有其目標(biāo)傾斜角。
[0005]然而，由于整個(gè)臂架裝置包括相連的多節(jié)臂架，具有很強(qiáng)的非線性，某些臂架姿態(tài)下，臂架前段產(chǎn)生的一個(gè)微小振動(dòng)，經(jīng)多節(jié)臂架傳遞至末節(jié)臂架時(shí)，將引起劇烈震蕩，而且隨著臂架姿態(tài)的不同，整個(gè)臂架裝置的非線性性質(zhì)也不相同，所以對(duì)臂架末端的位置進(jìn)行精確控制且又能適應(yīng)大部分姿態(tài)極為困難。
[0006]目前通過操作者與遙控裝置配合的操控方式有利于操作者進(jìn)行直觀的判斷，然而，為了保證整個(gè)臂架動(dòng)作須有較大的連續(xù)性和平穩(wěn)性，操作者需要有相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)積累以及在操控時(shí)需要投入極大的精力，不同操作者的操控水平不同，將使同一設(shè)備具有不同的作業(yè)效率，此外，若操控不穩(wěn)，將容易導(dǎo)致臂架損傷和施工浪費(fèi)。
[0007]因此，如何針對(duì)現(xiàn)有的上述不足進(jìn)行改進(jìn)，以便更加適應(yīng)使用需要，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種臂架控制方法及系統(tǒng)，以便在控制過程中同時(shí)考慮臂架夾角與油缸位移以及油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)信息，進(jìn)而有效提高臂架動(dòng)作的連續(xù)性和平穩(wěn)性，有效降低臂架控制過程對(duì)操作者的依賴。[0009]具體而言，本發(fā)明提供的臂架控制方法包括如下步驟:a、獲得臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程以及油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；b、根據(jù)上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得到臂架夾角角速度與油缸速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系；C、根據(jù)臂架夾角角速度與油缸速度以及油缸速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，預(yù)設(shè)平穩(wěn)控制策略；d、根據(jù)當(dāng)前的臂架夾角、控制輸入信號(hào)和上述平穩(wěn)控制策略，得到最優(yōu)的油缸運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間；e、控制油缸按照所述油缸運(yùn)動(dòng)速度和所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間動(dòng)作。
[0010]進(jìn)一步地，步驟a具體為:al、通過順序求解方式計(jì)算臂架夾角與油缸位移的第一實(shí)際關(guān)系式，將該第一實(shí)際關(guān)系式作為臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；a2、通過順序求解方式計(jì)算油缸位移與臂架夾角的第二實(shí)際關(guān)系式，若能夠計(jì)算出該第二實(shí)際關(guān)系式，則將其作為油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。
[0011]進(jìn)一步地，步驟a2中還包括:a21、若無法計(jì)算出所述第二實(shí)際關(guān)系式，則根據(jù)所述第一實(shí)際關(guān)系式建立迭代函數(shù)，并根據(jù)該迭代函數(shù)得出油缸位移與臂架夾角的擬合函數(shù)，以及將該擬合函數(shù)作為油缸位移臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。
[0012]進(jìn)一步地，bl、分析臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到臂架夾角角速度與油缸速度的關(guān)系山2、分析油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到油缸速度與臂架夾角角速度的關(guān)系山3、對(duì)臂架夾角角速度與油缸速度的關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的關(guān)系進(jìn)行采樣，并存儲(chǔ)為控制數(shù)據(jù)。
[0013]進(jìn)一步地，步驟c具體為:cl、根據(jù)所述控制數(shù)據(jù)形成平穩(wěn)控制策略，所述平穩(wěn)控制策略包括:在預(yù)定范圍的臂架夾角下，使油缸速度小于第一預(yù)設(shè)值，以免臂架角速度超過
第二預(yù)設(shè)值。
[0014]進(jìn)一步地，步驟d具體為:dl、獲取當(dāng)前的臂架夾角和控制輸入信號(hào)；d2、計(jì)算在當(dāng)前的臂架夾角下，符合所述平穩(wěn)控制策略的最優(yōu)的油缸運(yùn)動(dòng)速度，并根據(jù)控制輸入信號(hào)計(jì)算油缸運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
[0015]本發(fā)明提供的臂架控制系統(tǒng)包括:第一獲取單元，用于獲得臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程以及油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；第二獲取單元，用于根據(jù)上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得到臂架夾角角速度與油缸速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系；控制策略配置單元，用于根據(jù)臂架夾角角速度與油缸速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，預(yù)設(shè)平穩(wěn)控制策略；第一處理單元，用于根據(jù)當(dāng)前的臂架夾角、控制輸入信號(hào)和上述平穩(wěn)控制策略，得到最優(yōu)的油缸運(yùn)動(dòng)速度和油缸運(yùn)動(dòng)時(shí)間；第二處理單元，用于控制油缸按照所述油缸運(yùn)動(dòng)速度和所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間動(dòng)作。
[0016]進(jìn)一步地，所述第一獲取單元包括:第一計(jì)算模塊，用于通過順序求解方式計(jì)算臂架夾角與油缸位移的第一實(shí)際關(guān)系式，將該第一實(shí)際關(guān)系式作為臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；第二計(jì)算模塊，用于通過順序求解方式計(jì)算油缸位移與臂架夾角的第二實(shí)際關(guān)系式，在能夠計(jì)算出該第二實(shí)際關(guān)系式時(shí)，則將其作為油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。
[0017]進(jìn)一步地，所述第一獲取單元還包括:第三計(jì)算模塊，用于在無法計(jì)算出所述第二實(shí)際關(guān)系式時(shí)，根據(jù)所述第一實(shí)際關(guān)系式建立迭代函數(shù)，并根據(jù)該迭代函數(shù)得出油缸位移與臂架夾角的擬合函數(shù)，以及將該擬合函數(shù)作為油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。
[0018]進(jìn)一步地，所述第二獲取單元包括:第一分析模塊，用于分析臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到臂架夾角角速度與油缸速度的關(guān)系；第二分析模塊，用于分析油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到油缸速度與臂架夾角角速度的關(guān)系；采樣存儲(chǔ)模塊，用于對(duì)臂架夾角角速度與油缸速度的關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的關(guān)系進(jìn)行采樣，并將采樣結(jié)果存儲(chǔ)為控制數(shù)據(jù)。
[0019]采用本發(fā)明的臂架控制方法或者臂架控制系統(tǒng)時(shí)，由于同時(shí)考慮了臂架夾角(夾角角速度)與油缸位移(速度)的動(dòng)力學(xué)方程和動(dòng)力學(xué)關(guān)系，以及油缸位移(速度)與臂架夾角(夾角角速度)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和動(dòng)力學(xué)關(guān)系，并將其作為平穩(wěn)控制策略的配置依據(jù)，使得在控制過程中，當(dāng)控制輸入信號(hào)和當(dāng)前的臂架夾角給定時(shí)，將能夠得到符合平穩(wěn)控制策略的最優(yōu)的油缸運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，這樣可以避免油缸或者臂架夾角因變化過快而引起抖動(dòng)、突變或者振蕩現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)每一臂架夾角連續(xù)、平穩(wěn)地變化到目標(biāo)角度，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有效提高了作業(yè)過程中臂架控制的連續(xù)性和平穩(wěn)性，有效降低了臂架控制過程對(duì)操作者的依賴，在有效提高泵送機(jī)械作業(yè)性能的同時(shí)降低了人工成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種臂架控制方法的流程示意圖；
[0022]圖2為圖1中臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解過程的一種臂架結(jié)構(gòu)模型示意圖；
[0023]圖3為圖1所示方式中油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解過程的一種臂架結(jié)構(gòu)模型示意圖；
[0024]圖4為無法通過順序求解油缸位移與臂架夾角的實(shí)際關(guān)系式時(shí)的一種優(yōu)選處理方式的流程示意圖；
[0025]圖5為按照?qǐng)D4所示方式得出的一種油缸位移與臂架夾角的擬合曲線示意圖；
[0026]圖6為圖1中步驟S2的一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式的流程示意圖；
[0027]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種臂架控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]應(yīng)當(dāng)指出，本部分中對(duì)具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對(duì)具體實(shí)施例的說明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情形下，本部分中的實(shí)施例以及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0029]請(qǐng)參考圖1至圖7，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作詳細(xì)說明。
[0030]結(jié)合圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種臂架控制方法可以包括如下步驟:S1、獲得臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程以及油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；S2、根據(jù)上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得到臂架夾角角速度與油缸速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系；S3、根據(jù)臂架夾角角速度與油缸速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，預(yù)設(shè)平穩(wěn)控制策略；S4、根據(jù)當(dāng)前的臂架夾角、控制輸入信號(hào)和上述平穩(wěn)控制策略，得到最優(yōu)的油缸運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間；S5、控制油缸按照所述油缸運(yùn)動(dòng)速度和所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間動(dòng)作。[0031]具體而言，在對(duì)整個(gè)臂架進(jìn)行操控過程中，相鄰兩節(jié)臂架之間的夾角(即臂架夾角)是通過油缸驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于不同的連桿機(jī)構(gòu)或者不同的位姿，相同的臂架夾角控制量需要不同的油缸伸縮長度，在本實(shí)施例中，充分考慮了結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)，該結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)包括油缸位移(伸縮長度)與臂架夾角的雙向運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系(即對(duì)應(yīng)步驟SI中的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程)；在得到雙向運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系后，可以進(jìn)一步得到雙向動(dòng)力學(xué)關(guān)系(如油缸速度與臂架夾角角速度的關(guān)系)，進(jìn)而能夠?yàn)槠椒€(wěn)控制策略的配置提供依據(jù)，以保證臂架控制過程平穩(wěn)、連續(xù)。
[0032]這樣當(dāng)控制輸入信號(hào)(如臂架夾角的目標(biāo)角度)和當(dāng)前的臂架夾角給定時(shí)，能夠得到符合平穩(wěn)控制策略的最優(yōu)的油缸運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，這樣可以避免臂架夾角或者油缸因變化過快而引起抖動(dòng)、突變或者振蕩現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)每一臂架夾角連續(xù)、平穩(wěn)地變化到目標(biāo)角度，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有效提高了作業(yè)過程中臂架控制的連續(xù)性和平穩(wěn)性，有效降低了臂架控制過程對(duì)操作者的依賴，在有效提高泵送機(jī)械作業(yè)性能的同時(shí)降低了人工成本。
[0033]在具體實(shí)施時(shí)，上述實(shí)施例的步驟SI中，獲得臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程以及油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程可以有不同方式，例如:若臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系可以通過顯示函數(shù)表示出來，則可以將該顯示函數(shù)作為臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，若臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系無法通過顯示函數(shù)表示出來，則可以通過順序求解方式得到臂架夾角與油缸位移的實(shí)際關(guān)系式(稱為第一實(shí)際關(guān)系式)，并將該第一實(shí)際關(guān)系式作為臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；若油缸位移與臂架夾角的實(shí)際關(guān)系式(稱為第二實(shí)際關(guān)系式)可以通過順序求解方式得到，則將該第二實(shí)際關(guān)系式作為油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，否則可以將油缸位移與臂架夾角的近似關(guān)系式作為油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。
[0034]例如，圖2給出了臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解過程的一種臂架結(jié)構(gòu)模型示意圖。其中，圖2中每一個(gè)黑色圓點(diǎn)表示臂架、油缸和連桿機(jī)構(gòu)的鉸接點(diǎn)；鉸接點(diǎn)之間的連線表示臂架、連桿和油缸，ou之間連線表示第一節(jié)臂架，ZU之間的連線表示第二節(jié)臂架，sw之間的連線表示油缸，其他連線表示連桿機(jī)構(gòu)的各連桿。為了便于表達(dá)，Dxy表示X點(diǎn)到I點(diǎn)的距離，Ang_ouz表示ο點(diǎn)、u點(diǎn)、z點(diǎn)順時(shí)針為邊的夾角；因此,獲得臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，就是求出Dsw的Ang_ouz表達(dá)式,其順序求解方式如下:
[0035]Ang_wvx:=acos ((Dvw*Dvw+Dvx*Dvx_Dwx*Dwx)/ (2*Dvw*Dvx));
[0036]If Ang_ouz*pi/180+Ang_out+Ang_vuz>pi
[0037]Ang_tuv:=2*p1-Ang_out-Ang_vuz_Ang_ouz*pi/180;
[0038]else
[0039]Ang_tuv:=Ang_out+Ang_vuz+Ang_ouz*pi/180;
[0040]end
[0041]Dtv:=SQRT(Dtu*Dtu+Duv*Duv_2*cos(Ang_tuv)*Dtu*Duv);
[0042]Ang_utv:=acos((Dtu*Dtu+Dtv*Dtv_Duv*Duv)/(2*Dtu*Dtv));
[0043]Ang_vtx:=acos((Dtv*Dtv+Dtx*Dtx_Dvx*Dvx)/ (2*Dtv*Dtx));
[0044]If Ang_ouz*pi/180+Ang_out+Ang_vuz>pi
[0045]Ang_utx:=Ang_vtx-Ang_utv;
[0046]else
【權(quán)利要求】
1.一種臂架控制方法，其特征在于，包括如下步驟: a、獲得臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程以及油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程； b、根據(jù)上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得到臂架夾角角速度與油缸速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系； C、根據(jù)臂架夾角角速度與油缸速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，預(yù)設(shè)平穩(wěn)控制策略； d、根據(jù)當(dāng)前的臂架夾角、控制輸入信號(hào)和上述平穩(wěn)控制策略，得到最優(yōu)的油缸運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間； e、控制油缸按照所述油缸運(yùn)動(dòng)速度和所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間動(dòng)作。
2.如權(quán)利要求1所述的臂架控制方法，其特征在于，步驟a具體為: al、通過順序求解方式計(jì)算臂架夾角與油缸位移的第一實(shí)際關(guān)系式，將該第一實(shí)際關(guān)系式作為臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程； a2、通過順序求解方式計(jì)算油缸位移與臂架夾角的第二實(shí)際關(guān)系式，若能夠計(jì)算出該第二實(shí)際關(guān)系式，則將其作為油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。
3.如權(quán)利要求2所述的臂架控制方法，其特征在于，步驟a2中還包括: a21、若無法計(jì)算出所述第二實(shí)際關(guān)系式，則根據(jù)所述第一實(shí)際關(guān)系式建立迭代函數(shù)，并根據(jù)該迭代函數(shù)得出油缸位移與臂架夾角的擬合函數(shù)，以及將該擬合函數(shù)作為油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。
4.如權(quán)利要求1所述的臂架控制方法，其特征在于，步驟b具體為: bl、分析臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到臂架夾角角速度與油缸速度的關(guān)系; b2、分析油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到油缸速度與臂架夾角角速度的關(guān)系; b3、對(duì)臂架夾角角速度與油缸速度的關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的關(guān)系進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為控制數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的臂架控制方法，其特征在于，步驟c具體為: Cl、根據(jù)所述控制數(shù)據(jù)形成平穩(wěn)控制策略，所述平穩(wěn)控制策略包括:在預(yù)定范圍的臂架夾角下，使油缸速度小于第一預(yù)設(shè)值，以免臂架夾角角速度超過第二預(yù)設(shè)值。
6.如權(quán)利要求5所述的臂架控制方法，其特征在于，步驟d具體為: dl、獲取當(dāng)前的臂架夾角和控制輸入信號(hào)； d2、計(jì)算在當(dāng)前的臂架夾角下，符合所述平穩(wěn)控制策略的最優(yōu)的油缸運(yùn)動(dòng)速度，并根據(jù)控制輸入信號(hào)計(jì)算油缸運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
7.一種臂架控制系統(tǒng)，其特征在于，所述臂架控制系統(tǒng)包括: 第一獲取單元，用于獲得臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程以及油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程； 第二獲取單元，用于根據(jù)上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得到臂架夾角角速度與油缸速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系； 控制策略配置單元，用于根 據(jù)臂架夾角角速度與油缸速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，預(yù)設(shè)平穩(wěn)控制策略；第一處理單元，用于根據(jù)當(dāng)前的臂架夾角、控制輸入信號(hào)和上述平穩(wěn)控制策略，得到最優(yōu)的油缸運(yùn)動(dòng)速度和油缸運(yùn)動(dòng)時(shí)間； 第二處理單元，用于控制油缸按照所述油缸運(yùn)動(dòng)速度和所述運(yùn)動(dòng)時(shí)間動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求7所述的臂架控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一獲取單元包括: 第一計(jì)算模塊，用于通過順序求解方式計(jì)算臂架夾角與油缸位移的第一實(shí)際關(guān)系式，將該第一實(shí)際關(guān)系式作為臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程； 第二計(jì)算模塊，用于通過順序求解方式計(jì)算油缸位移與臂架夾角的第二實(shí)際關(guān)系式，在能夠計(jì)算出該第二實(shí)際關(guān)系式時(shí)，則將其作為油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。
9.如權(quán)利要求8所述的臂架控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一獲取單元還包括: 第三計(jì)算模塊，用于在無法計(jì)算出所述第二實(shí)際關(guān)系式時(shí)，根據(jù)所述第一實(shí)際關(guān)系式建立迭代函數(shù)，并根據(jù)該迭代函數(shù)得出油缸位移與臂架夾角的擬合函數(shù)，以及將該擬合函數(shù)作為油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。
10.如權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的臂架控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二獲取單元包括: 第一分析模塊，用 于分析臂架夾角與油缸位移的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到臂架夾角角速度與油缸速度的關(guān)系； 第二分析模塊，用于分析油缸位移與臂架夾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到油缸速度與臂架夾角角速度的關(guān)系； 采樣存儲(chǔ)模塊，用于對(duì)臂架夾角角速度與油缸速度的關(guān)系以及油缸速度與臂架夾角角速度的關(guān)系進(jìn)行采樣，并將采樣結(jié)果存儲(chǔ)為控制數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】E04G21/04GK103809614SQ201410036971
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】代晴華, 譚凌群, 武利沖, 蒲東亮 申請(qǐng)人:三一汽車制造有限公司