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原文传递一种闭式回转控制系统及起重机

专利名称：	一种闭式回转控制系统及起重机
摘要：	本发明公开了一种闭式回转控制系统及起重机，通过动态缓冲控制阀及动态制动器，实现回转系统的稳定启停；根据负载力矩所占百分比，对回转最大速度进行限制，同时实现回转速度在操控手柄后程仍线性变化，提升了速度限制过程中的操控性；根据手柄角度变化率对泵排量摆角控制阀电流进行补偿，根据油门踏板变化率对发动机转速或泵排量摆角控制阀电流进行补偿，实现控制过程的稳定控制；根据伸臂长度进行自由滑转速度补偿，实现自由滑转的稳定控制；重载及高速工况对回转速度变化响应过程进行补偿，实现稳定速度变化；监控泵排量摆角，实现安全控制，防止手柄回位后，泵排量摆角没回零位，引起动态制动器损坏或系统处于高压溢流状态。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏徐工工程机械研究院有限公司
发明人：	张笑;周彬;李波
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910597886.5
公开号：	CN110294428A
代理机构：	南京纵横知识产权代理有限公司
代理人：	刘艳艳
分类号：	B66C23/86(2006.01);B;B66;B66C;B66C23
申请人地址：	221004 江苏省徐州市金山桥经济技术开发区驮蓝山路26号
主权项：	1.一种闭式回转控制系统，其特征在于，所述闭式回转控制系统包括：电控变量泵（1）、泵排量摆角控制阀（2）、泵排量摆角传感器（3）、回转马达（4）、回转速度传感器（6）、自由滑转控制阀（7）、动态制动器（5）、动态缓冲控制阀（8）、先导系统（11）、状态信息模块（9）、油门踏板（13）、操纵手柄（14）、缓冲踏板（15）、力限控制器（10）、起重机控制器（12）；所述油门踏板（13）、操纵手柄（14）、缓冲踏板（15）、泵排量摆角传感器（3）、回转速度传感器（6）分别与起重机控制器（12）信号输入端连接，起重机控制器（12）信号输出端与先导系统（11）相连；起重机的状态信息模块（9）与力限控制器（10）信号输入端连接，力限控制器（10）信号输出端分别与泵排量摆角控制阀（2）、自由滑转控制阀（7）、动态缓冲控制阀（8）相连；所述起重机控制器（12）与所述力限控制器（10）相互连接，实现信息交互；所述先导系统（11）液压油经过动态缓冲控制阀（8）与动态制动器（5）相连。 2.根据权利要求1所述的闭式回转控制系统，其特征在于，所述起重机的状态信息模块（9）包括伸臂长度信息模块、变幅角度信息模块、吊重信息模块、底盘倾斜角度信息模块、回转角度信息模块、支腿状态信息模块、配重配置状态信息模块，分别与力限控制器（10）相连。 3.一种闭式回转控制方法，其特征在于，包括：获取起重机的当前状态信息，确定吊载重量、变幅角度、伸臂长度工况参数，根据当前工况参数得到当前工况所对应的手柄角度变化率预设值；获取操纵手柄角度变化信息，计算得出手柄角度变化率；当手柄角度变化率超过当前工况所对应的手柄角度变化率预设值时，力限控制器（10）对最终输入到泵排量摆角控制阀（2）电流的变化过程进行补偿控制，使输入到泵排量摆角控制阀（2）的控制电流缓慢变化，补偿函数为：y=k1kx+b，x为手柄角度对应数值，y为泵排量摆角控制阀电流，k为手柄角度对应数值和泵排量摆角控制阀电流对应系数，k1为补偿系数，设定区间为[0.3，1]， b为手柄触发泵排量变化起始点所对应的泵排量摆角控制阀电流值，力限控制器（10）根据当前手柄角度变化率值超出预设值比例所在区间，设定相对应补偿系数k1，当前手柄变化率值超出预设值比例越大，则k1值选取越小，越接近0.3；或在泵排量摆角控制电流变化过程时间延长，即当手柄角度变化率超出预设值时，进行手柄角度信号所对应数值变化过程补偿，补偿函数为：y1=k3k2x1，y1为手柄角度对应数值，x1为手柄角度，k2为手柄角度对应数值与手柄角度系数，k3为手柄角度对应数值补偿系数，设定区间为[0.5，1]，根据手柄变化率值超出预设值比例所在区间，设定相应补偿系数k3；如果当前手柄角度变化率低于当前工况对应的手柄角度变化率预设值时，则力限控制器（10）直接根据当前手柄角度信息控制输出相对应的电流，作用到泵排量摆角控制阀（2）。 4.一种闭式回转控制方法，其特征在于，包括：获取起重机的当前状态信息，根据起重机的当前状态信息，确定当前负载力矩；计算当前负载力矩所占额定起重力矩百分比，当负载力矩所占额定起重力矩百分比超过预设值时，则设定相应负载力矩占比下的最大限制回转速度，同时对控制区间设定补偿函数；力限控制器（10）根据起重机控制器（12）输入的手柄角度信号自动进行输入到泵排量摆角控制阀电流补偿，使整个操控区间输出到泵排量摆角控制阀电流等比例降低；具体补偿方法：当限定最大回转速度后，设定补偿函数，y2=k4kx+b，y2为补偿后输入到泵排量摆角控制阀电流值，k4为速度补偿系数，k4系数设定为当前负载力矩所占百分比下的最大限制回转速度与最大设计回转速度的比值。 5.一种闭式回转控制方法，其特征在于，包括：当进行回转重载启动或回转高速动作减速操作时，对响应时间进行补偿：当进行重载回转启动时，由于惯性力矩大，则回转阻力大，回转马达入口需要建立较大的压力进行驱动，为保持响应时间不受负载影响，匹配建压时间以适应当前惯性力矩，即根据负载情况进行响应时间补偿，所述补偿函数为y3=k5k2x1，y3为补偿后手柄角度对应数值，k5为区间[1，2]的补偿系数，惯性力矩越大，则补偿系数k5值越大，越接近2；当进行较大速度下的回转减速时，因为较大的惯性力矩，为保持回转稳定，所对应的响应时间需要加长，上车回转减速时间加长，所述补偿函数为y4=k6k2x1，y4为补偿后手柄角度对应数值，k6为[0.3，1]区间的补偿系数，速度越大，则补偿系数k6值越小，越接近0.3。 6.一种闭式回转控制方法，其特征在于，包括：在回转动作过程中，进行油门踏板（13）动作，则油门踏板角度变化；起重机控制器（12）获取发动机油门踏板（13）角度变化信息，并计算油门踏板角度变化率，当所计算油门踏板角度变化率未达到预设值，则当前回转速度随着发动机转速的增加而渐渐增加；如果计算油门踏板角度变化率超过预设值，起重机控制器（12）根据超过预设值比例所在区间，进行发动机转速变化过程补偿，使发动机转速变化过程减缓，补偿函数为: y5=k8k7x2+b1，y5为发动机转速、k7为发动机转速与油门踏板角度系数，k8为发动机转速补偿系数，设定区间范围为[0.5，1]，x2为油门踏板角度，b1为发动机怠速设定值；或当油门踏板角度变化率超过预设值时，力限控制器（10）根据超过预设值比例所在区间，进行泵排量摆角控制阀输入电流变化过程补偿，设定补偿函数为：y6=k9kx+b，y6为补偿后泵排量摆角控制阀电流，k9为补偿系数，设定数值为[0.3，1]。 7.一种闭式回转控制方法，其特征在于，当进行回转启停动作时，借助于动态缓冲控制阀（8）与动态制动器（5），实现回转的平缓启停，包括：在回转启动过程前，起重机控制器（12）控制先导系统（11），向动态缓冲控制阀（8）供油，力限控制器（10）根据缓冲踏板角度，控制输入到动态缓冲控制阀（8）的电流，使动态缓冲控制阀（8）输出相适应压力液压油作用到动态制动器（5）；当进行回转启动操作时，进行缓冲踏板（15）动作，同时操控手柄（14），并渐渐退出缓冲踏板（15），使缓冲踏板（15）渐渐回位，即降低在动态制动器形成的缓冲力矩，使不断增加的驱动力矩在克服惯性力矩及缓冲力矩后，使回转渐渐平稳启动；当进行起重机回转停止时，操控手柄（14）回位，力限控制器（10）根据起重机状态信息，设定回转缓冲速度限定值，当回转速度降低到缓冲速度限定值以下后，进行缓冲踏板（15）动作，使回转渐渐平稳减速并停止；当回转速度大于缓冲限定值时，如果进行缓冲踏板动作，即使缓冲踏板角度变化，力限控制器（10）控制动态缓冲控制阀（8），使其输出相适应压力液压油到动态制动器（5），不允许进行动态缓冲，以保护动态制动器（5）。 8.一种闭式回转控制方法，其特征在于，包括：常态下自由滑转控制阀（7）在起重机开启时左位工作，即回转马达（4）两端关闭；当操作者吊载前需要进行起重机自由滑转操作时，则控制自由滑转控制阀（7），同时力限控制器（10）根据当前起重机状态信息，进行自由滑转速度补偿；不同的伸臂长度区间，则对应相应的最大限制自由滑转速度，力限控制器（10）从状态信息获取伸臂长度，判断所在区间，从而设定最大自由滑转速度，从而对自由滑转控制阀开口度进行限定，即对输入到自由滑转控制阀电流值进行限定，使起重机能够稳定自由滑转，补偿函数为：y7=k11k10x3+b2，y7为自由滑转控制阀补偿后电流，x3为自由滑转控制信号对应数值，k10为自由滑转控制信号对应数值和自由滑转控制阀电流系数， b2为自由滑转控制阀动作触发后初始电流值，k11为伸臂速度限制系数，为不同伸臂长度下最大限制自由滑转速度与设计最大回转速度之比，伸臂长度越长，则系数越小；或对力限控制器（10）控制输出到自由滑转控制阀电流变化率进行计算，如果电流变化率超出当前状态预设值，则对力限控制器控制输出到自由滑转控制阀电流进行补偿，使其电流变化过程减慢，确保自由滑转平稳，补偿函数为：y8=k12k10x3+b2，y8为自由滑转控制阀补偿后电流，k12为补偿系数，设定区间为[0.5，1]。 9.一种闭式回转控制方法，其特征在于，包括：泵排量摆角传感器（3）采集电控变量泵（1）排量摆角信息，传递到起重机控制器（12），起重机控制器（12）根据当前手柄角度进行判断回转系统状态，如果手柄已经回位，即手柄角度为对应数值为0，且泵排量摆角没回零位区间，则判定异常，则起重机控制器（12）对发动机进行控制，确保电控变量泵（1）转速回零。 10.一种闭式回转控制系统，其特征在于，包括闭式回转控制装置，所述的闭式回转控制装置包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作，以执行根据权利要求3-9任一项所述的闭式回转控制方法。 11.一种起重机，其特征在于：包括权利要求1、2、10所述的闭式回转控制系统。
所属类别：	发明专利