一种工作栏调平控制方法及工作栏调平控制系统与流程

本发明涉及高空作业设备领域，更进一步涉及一种工作栏调平控制方法。此外，本发明还涉及一种工作栏调平控制系统。

背景技术：

1、高空作业平台是一种利用工作臂将施工人员送达至指定高度和位置进行施工作业的一种工程机械，施工人员站在安装于工作臂上的工作栏中。随着国内高空作业安全生产相关制度与法规得退出与完善，市场上关于高空作业平台类产品的需求量也在逐年增加。高空作业平台的工作栏在载人操作时，如何保证工作栏不会倾翻并且运动平稳，越来越被用户关注。

2、目前，工作栏的调平装置有采用机械连杆的，即通过齿轮和链条保证工作臂变幅时工作栏得联动，以此保证工作栏的水平。但是机械连杆式调平机构增加了高空作业平台工作臂的设计难度，随着高空作业平台工作高度的增加，要设计一套随着工作臂联动的机械调平机构几乎成为不可能；工作栏的调平装置有采用机械-液压调平的方式，即通过上、下变幅油缸的油压控制来实现工作栏水平调整，但是同样随着工作臂架高度的增加，液压系统调平的实时响应性与液压管路设计的复杂性无法满足对调平安全性、实时性及平顺性的要求。

3、对于本领域的技术人员来说，如何平顺地调平工作栏，是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种工作栏调平控制方法，能够对工作栏进行前馈调节和后反馈调节，工作栏调平满足安全性、实时性及平顺性的要求，具体方案如下：

2、一种工作栏调平控制方法，包括：

3、获取t1时刻的臂架实时采样角度θ1与臂架初始角度θ0之间的第一臂架差值θ，获取t2时刻的臂架实时采样角度θ2与臂架初始角度θ0之间的第二臂架差值θ'；

4、计算所述第二臂架差值θ'与所述第一臂架差值θ之间的前馈差值，根据所述前馈差值得到前馈控制量control1；

5、获取t1时刻的工作栏实时采样角度ɑ1与工作栏控制目标角度ɑ0之间的第一工作栏差值ɑ，获取t2时刻的工作栏实时采样角度ɑ2与工作栏控制目标角度ɑ0之间的第二工作栏差值ɑ'；

6、计算第二工作栏差值ɑ'与所述第一工作栏差值ɑ之间的后反馈差值和后反馈差值变化率，根据所述后反馈差值和所述后反馈差值变化率得到后反馈控制量control2；

7、工作栏的角度调节量为所述前馈控制量control1和所述后反馈控制量control2的总和。

8、可选地，所述后反馈控制量control2＝k1·(ɑ'-ɑ)+k2·ɑ'

9、k1、k2均为控制系数；

10、ɑ＝ɑ1-ɑ0，ɑ'＝ɑ2-ɑ0；

11、其中，满足如下条件：

12、①当ɑ'·ɑ>0，k2＝k2；

13、②当ɑ'·ɑ≦0，k2＝-k2。

14、可选地，所述前馈控制量control1＝-k0·(θ'-θ)

15、k0为控制系数；

16、θ＝θ1-θ0，θ'＝θ2-θ0。

17、可选地，还包括判断臂架角度检测器和工作栏角度检测器是否正常，若否则结束，若是则进行相应的控制。

18、本发明还提供一种工作栏调平控制系统，包括：

19、输入模块，包括臂架变幅手柄、臂架角度检测器和工作栏角度检测器；根据所述臂架变幅手柄判断臂架变幅的方向；所述臂架角度检测器用于检测臂架的实时采样角度，能够获取臂架初始角度θ0、t1时刻的臂架实时采样角度θ1和t2时刻的臂架实时采样角度θ2；所述工作栏角度检测器用于检测工作栏的实时采样角度，能够获取工作栏控制目标角度ɑ0、t1时刻的工作栏实时采样角度ɑ1、t2时刻的工作栏实时采样角度ɑ2；

20、控制模块，用于接收所述输入模块的输入信号，并能够发送调节信号，所述控制模块计算所述第二臂架差值θ'与所述第一臂架差值θ之间的前馈差值，根据所述前馈差值得到前馈控制量control1；计算第二工作栏差值ɑ'与所述第一工作栏差值ɑ之间的后反馈差值和后反馈差值变化率，根据所述后反馈差值和所述后反馈差值变化率得到后反馈控制量control2；根据所述前馈控制量control1和所述后反馈控制量control2的总和确定工作栏的角度；

21、输出模块，用于接收所述调节信号，并执行调节动作。

22、可选地，所述输出模块包括变幅油缸和电液比例插装阀，通过所述变幅油缸调节所述工作栏的角度。

23、相对于现有技术，本发明提供一种工作栏调平控制方法，获取第一臂架差值θ和第二臂架差值θ'，计算第二臂架差值θ'与第一臂架差值θ之间的前馈差值，根据前馈差值得到前馈控制量control1，前馈控制量control1是由臂架变化导致的前馈控制量；获取第一工作栏差值ɑ和第二工作栏差值ɑ'，计算第二工作栏差值ɑ'与第一工作栏差值ɑ之间的后反馈差值，根据后反馈差值得到后反馈控制量control2，后反馈控制量control2是臂架变化并调节后仍然不足以满足工作栏状态要求的后反馈控制量，根据前馈控制量control1和后反馈控制量control2的总和调节工作栏的角度，由于考虑了臂架变化对工作栏造成的影响，能够更加平顺地调平工作栏，满足对调平安全性、实时性及平顺性的要求。同样地，该工作栏调平控制系统能够实现相同的技术效果。

技术特征：

1.一种工作栏调平控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的工作栏调平控制方法，其特征在于，所述后反馈控制量control2＝k1·(ɑ'-ɑ)+k2·ɑ'

3.根据权利要求2所述的工作栏调平控制方法，其特征在于，所述前馈控制量control1＝-k0·(θ'-θ)

4.根据权利要求3所述的工作栏调平控制方法，其特征在于，还包括判断臂架角度检测器和工作栏角度检测器是否正常，若否则结束，若是则进行相应的控制。

5.一种工作栏调平控制系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的工作栏调平控制系统，其特征在于，所述输出模块包括变幅油缸和电液比例插装阀，通过所述变幅油缸调节所述工作栏的角度。

技术总结
本发明提供一种工作栏调平控制方法和工作栏调平控制系统，涉及高空作业设备领域，获取第一臂架差值Θ和第二臂架差值Θ'，计算第二臂架差值Θ'与第一臂架差值Θ之间的前馈差值，根据前馈差值得到前馈控制量Control<subgt;1</subgt;，前馈控制量Control<subgt;1</subgt;是由臂架变化导致的前馈控制量；获取第一工作栏差值ɑ和第二工作栏差值ɑ'，计算第二工作栏差值ɑ'与第一工作栏差值ɑ之间的后反馈差值，根据后反馈差值得到后反馈控制量Control<subgt;2</subgt;，根据前馈控制量Control<subgt;1</subgt;和后反馈控制量Control<subgt;2</subgt;的总和调节工作栏的角度，由于考虑了臂架变化对工作栏造成的影响，能够更加平顺地调平工作栏，满足对调平安全性、实时性及平顺性的要求。

技术研发人员：杨庚,刘国良
受保护的技术使用者：湖南星邦智能装备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12