專利名稱：一種具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種剎車控制方案，尤其涉及一種應(yīng)用于強(qiáng)夯機(jī)自由落鉤卷揚(yáng)的具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案。
背景技術(shù)：
目前市場上常見的強(qiáng)夯機(jī)在夯錘下落過程中普遍采用的方式有脫鉤式和自由落鉤式兩種，其中脫鉤式是在下落過程中夯錘通過脫鉤裝置脫離掛鉤后單獨(dú)下落，該方式相對簡單，夯擊能利用率高，但是由于需要重復(fù)掛鉤，需要配備較多的操作人員，過多依靠人力導(dǎo)致整個(gè)夯擊作業(yè)的工作效率降低。較為先進(jìn)的是一種所謂的自由落鉤的方式，即下落過程中夯錘不與掛鉤脫離而是帶動(dòng)整個(gè)鋼絲繩及卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng)，該方式在夯錘落地后能在較短的時(shí)間內(nèi)提起進(jìn)行下一次夯擊，大大提高了夯擊作業(yè)的工作效率，同時(shí)降低了操作人員的配備數(shù)量。但是該方式在實(shí)際操作中對于控制系統(tǒng)，特別是卷揚(yáng)剎車的控制系統(tǒng)要求較高過早制動(dòng)存在發(fā)生空中制動(dòng)、機(jī)毀人亡的重大隱患，過晚制動(dòng)則存在鋼絲繩多放、卷揚(yáng)亂繩的問題。目前常采用的控制方式有三種(1)操作人員基于夯錘高度手動(dòng)控制剎車；(2)生產(chǎn)廠家固定剎車點(diǎn)及制動(dòng)壓力；(3)基于開環(huán)方式的電子控制技術(shù)。第一種方式過于依賴操作人員個(gè)人判斷，控制的穩(wěn)定性不強(qiáng)，操作的重復(fù)性不高；第二種方案需要廠家針對每臺(tái)設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)標(biāo)定，不僅工作量大而且控制方式不具通用性，用法單一；第三種方案基于電子控制技術(shù)，通過計(jì)算夯錘下落高度適時(shí)地發(fā)出剎車控制信號，該方案具有較高的通用性，能夠針對不同夯擊高度、不同夯錘重量做出調(diào)整，但是針對溫度變化以及元器件差異所導(dǎo)致的液壓誤差不能提供有針對性的補(bǔ)償措施。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，不需要太多人力，控制穩(wěn)定性好，操作可重復(fù)性高，有效地補(bǔ)償了由于溫度變化及元器件差異所導(dǎo)致的液壓系統(tǒng)誤差，具有通用性。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其中，包括
A、當(dāng)需要?jiǎng)x車時(shí)，液壓控制系統(tǒng)打開低壓油路端電控開關(guān)閥，同時(shí)以反饋方式控制電比例溢流閥電流大小，使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定的低壓以實(shí)現(xiàn)剎車；自適應(yīng)控制器基于對前一次夯擊剎車效果的判定結(jié)果來調(diào)整下次剎車的提前制動(dòng)點(diǎn)以及制動(dòng)壓力大小，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制；
B、當(dāng)需要釋放剎車時(shí)，液壓控制系統(tǒng)打開剎車液壓系統(tǒng)電控總閥，通過設(shè)定為高壓的溢流閥使整個(gè)油路達(dá)到高壓，剎車完全釋放。上述具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其中，所述自適應(yīng)反饋方式具體包括
通過分析卷揚(yáng)角度編碼器數(shù)值尋找到預(yù)計(jì)的夯錘接觸地面的那一刻，根據(jù)該時(shí)刻剎車系統(tǒng)壓力來判定提前制動(dòng)的距離是否適合未達(dá)到剎車壓力設(shè)定值則加大提前量，過早達(dá)到壓力設(shè)定值則降低提前量；以及，
根據(jù)卷揚(yáng)多出繩的長度來判定剎車壓力設(shè)定值的大小出繩量過多則減少剎車壓力設(shè)定值以提高剎車力，出繩量過少則增加剎車壓力設(shè)定值以減小剎車力。上述具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其中，在所述自適應(yīng)反饋方式中，所述實(shí)際壓力由壓力傳感器經(jīng)數(shù)字濾波反饋后得到，其與所述剎車壓力設(shè)定值的差值經(jīng)過PID算法后輸出，用來控制電流調(diào)節(jié)電比例溢流閥開度。上述具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其中，所述剎車壓力設(shè)定值由自適應(yīng)控制器給出。上述具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其中，實(shí)現(xiàn)該方案的設(shè)備包括一個(gè)液壓控制系統(tǒng)，所述液壓控制系統(tǒng)采用高壓油路和低壓油路兩級壓力油路，所述高壓油路壓力由溢流閥控制，所述低壓油路壓力由電比例溢流閥控制，所述電比例溢流閥前設(shè)有電控開關(guān)閥用來控制油路切換，所述液壓控制系統(tǒng)中還設(shè)有電控總閥，用來打開或者關(guān)閉液壓剎車控制系統(tǒng)，所述液壓剎車控制系統(tǒng)還包括設(shè)在液壓剎車油路中的壓力傳感器， 所述電控開關(guān)閥與所述電比例溢流閥串聯(lián)后分別與所述電控總閥、所述溢流閥并聯(lián)，之后再與所述壓力傳感器串聯(lián)。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于
(1)本發(fā)明中液壓控制系統(tǒng)以閉環(huán)控制的方式對電比例溢流閥進(jìn)行控制，不僅提高了液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，而且對由于溫度變化以及元器件差異所產(chǎn)生的液壓系統(tǒng)誤差也有很好的補(bǔ)償作用；
(2)本發(fā)明中所提出的自適應(yīng)控制方式能夠在較短的時(shí)間內(nèi)對極端環(huán)境下的強(qiáng)夯機(jī)做出自適應(yīng)調(diào)整，智能化程度高，具有通用性，操作簡便舒適。


圖1是本發(fā)明具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案的自適應(yīng)反饋方式示意圖2是本發(fā)明具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案的液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合原理圖和具體操作實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案包括:A、當(dāng)需要?jiǎng)x車時(shí)，液壓控制系統(tǒng)打開低壓油路端電控開關(guān)閥，同時(shí)以反饋方式控制電比例溢流閥電流大小，使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定的低壓以實(shí)現(xiàn)剎車，其中，自適應(yīng)控制器基于對前一次夯擊剎車效果的判定結(jié)果來調(diào)整下次剎車的提前制動(dòng)點(diǎn)以及制動(dòng)壓力大小，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制；B、當(dāng)需要釋放剎車時(shí)，液壓控制系統(tǒng)打開剎車液壓系統(tǒng)電控總閥，通過設(shè)定為高壓的溢流閥使整個(gè)油路達(dá)到高壓，剎車完全釋放。請參看圖1所示，自適應(yīng)反饋方式具體包括通過分析卷揚(yáng)角度編碼器數(shù)值尋找到預(yù)計(jì)的夯錘接觸地面的那一刻，根據(jù)該時(shí)刻剎車系統(tǒng)壓力來判定提前制動(dòng)的距離是否適合未達(dá)到剎車壓力設(shè)定值則加大提前量，過早達(dá)到壓力設(shè)定值則降低提前量；根據(jù)卷揚(yáng)多出繩的長度來判定剎車壓力設(shè)定值的大小出繩量過多則減少剎車壓力設(shè)定值以提高剎車力，出繩量過少則增加剎車壓力設(shè)定值以減小剎車力，整個(gè)過程由一控制器控制。實(shí)際壓力由壓力傳感器經(jīng)數(shù)字濾波(DF)反饋后得到，其與剎車壓力設(shè)定值的差值經(jīng)過 PID算法后輸出，用來控制電流調(diào)節(jié)電比例溢流閥開度。進(jìn)一步地，實(shí)現(xiàn)該方案的設(shè)備具體包括一個(gè)液壓控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，液壓控制系統(tǒng)采用高壓油路和低壓油路兩級壓力油路，高壓油路主要用于釋放剎車過程，其壓力由溢流閥2控制，低壓油路主要用于剎車過程，其壓力由電比例溢流閥4控制，電比例溢流閥4前設(shè)有電控開關(guān)閥3用來控制油路切換，液壓控制系統(tǒng)中還設(shè)有電控總閥1， 用來打開或者關(guān)閉液壓剎車控制系統(tǒng)，液壓剎車控制系統(tǒng)還包括設(shè)在液壓剎車油路中的壓力傳感器5，電控開關(guān)閥3與電比例溢流閥4串聯(lián)后分別與電控總閥1、溢流閥2并聯(lián)，之后再與壓力傳感器5串聯(lián)。綜上所述，本發(fā)明具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案以閉環(huán)控制的方式對系統(tǒng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效地補(bǔ)償了由于溫度變化及元器件差異所導(dǎo)致的液壓系統(tǒng)誤差， 控制穩(wěn)定性好，操作可重復(fù)性高，具有通用性。以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例，其只是作為范例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對該具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其特征在于，包括A、當(dāng)需要?jiǎng)x車時(shí)，液壓控制系統(tǒng)打開低壓油路端電控開關(guān)閥，同時(shí)以反饋方式控制電比例溢流閥電流大小，使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定的低壓以實(shí)現(xiàn)剎車；自適應(yīng)控制器基于對前一次夯擊剎車效果的判定結(jié)果來調(diào)整下次剎車的提前制動(dòng)點(diǎn)以及制動(dòng)壓力大小，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制；B、當(dāng)需要釋放剎車時(shí)，液壓控制系統(tǒng)打開剎車液壓系統(tǒng)電控總閥，通過設(shè)定為高壓的溢流閥使整個(gè)油路達(dá)到高壓，剎車完全釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其特征在于， 所述自適應(yīng)反饋方式具體包括通過分析卷揚(yáng)角度編碼器數(shù)值尋找到預(yù)計(jì)的夯錘接觸地面的那一刻，根據(jù)該時(shí)刻剎車系統(tǒng)壓力來判定提前制動(dòng)的距離是否適合未達(dá)到剎車壓力設(shè)定值則加大提前量，過早達(dá)到壓力設(shè)定值則降低提前量；以及，根據(jù)卷揚(yáng)多出繩的長度來判定剎車壓力設(shè)定值的大小出繩量過多則減少剎車壓力設(shè)定值以提高剎車力，出繩量過少則增加剎車壓力設(shè)定值以減小剎車力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其特征在于， 在所述自適應(yīng)反饋方式中，所述實(shí)際壓力由壓力傳感器經(jīng)數(shù)字濾波反饋后得到，其與所述剎車壓力設(shè)定值的差值經(jīng)過PID算法后輸出，用來控制電流調(diào)節(jié)電比例溢流閥開度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其特征在于， 所述剎車壓力設(shè)定值由自適應(yīng)控制器給出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其特征在于， 實(shí)現(xiàn)該方案的設(shè)備包括一個(gè)液壓控制系統(tǒng)，所述液壓控制系統(tǒng)采用高壓油路和低壓油路兩級壓力油路，所述高壓油路壓力由溢流閥控制，所述低壓油路壓力由電比例溢流閥控制，所述電比例溢流閥前設(shè)有電控開關(guān)閥用來控制油路切換，所述液壓控制系統(tǒng)中還設(shè)有電控總閥，用來打開或者關(guān)閉液壓剎車控制系統(tǒng)，所述液壓剎車控制系統(tǒng)還包括設(shè)在液壓剎車油路中的壓力傳感器，所述電控開關(guān)閥與所述電比例溢流閥串聯(lián)后分別與所述電控總閥、所述溢流閥并聯(lián)，之后再與所述壓力傳感器串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有自適應(yīng)功能的反饋補(bǔ)償式剎車控制方案，其中，包括A、當(dāng)需要?jiǎng)x車時(shí)，液壓控制系統(tǒng)打開低壓油路端電控開關(guān)閥，同時(shí)以反饋方式控制電比例溢流閥電流大小，使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定的低壓以實(shí)現(xiàn)剎車，自適應(yīng)控制器是基于對前一次夯擊剎車效果的判定結(jié)果來調(diào)整下次剎車的提前制動(dòng)點(diǎn)以及制動(dòng)壓力大小，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制；B、當(dāng)需要釋放剎車時(shí)，液壓控制系統(tǒng)打開剎車液壓系統(tǒng)電控總閥，通過設(shè)定為高壓的溢流閥使整個(gè)油路達(dá)到高壓，剎車完全釋放。本發(fā)明中液壓控制系統(tǒng)以閉環(huán)控制的方式對電比例溢流閥進(jìn)行控制，對由于溫度變化以及元器件差異所產(chǎn)生的液壓系統(tǒng)誤差也有很好的補(bǔ)償作用，智能化程度高，具有通用性，操作簡便舒適。
文檔編號E02D3/046GK102225735SQ201110108549
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者周曉煜, 孫東坡, 王建明 申請人:上海三一科技有限公司