專利名稱：一種具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種剎車控制方案，尤其涉及一種應用于強夯機自由落鉤卷揚的具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案。
背景技術(shù)：
目前市場上常見的強夯機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下落，該方式相對簡單，夯擊能利用率高，但是由于需要重復掛鉤，需要配備較多的操作人員，過多依靠人力導致整個夯擊作業(yè)的工作效率降低。較為先進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整個鋼絲繩及卷揚機構(gòu)一起運動，該方式在夯錘落地后能在較短的時間內(nèi)提起進行下一次夯擊，大大提高了夯擊作業(yè)的工作效率，同時降低了操作人員的配備數(shù)量。但是該方式在實際操作中對于控制系統(tǒng)，特別是卷揚剎車的控制系統(tǒng)要求較高過早制動存在發(fā)生空中制動、機毀人亡的重大隱患，過晚制動則存在鋼絲繩多放、卷揚亂繩的問題。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控制剎車；(2)生產(chǎn)廠家固定剎車點及制動壓力；(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人判斷，控制的穩(wěn)定性不強，操作的重復性不高；第二種方案需要廠家針對每臺設備進行單獨標定，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)，通過計算夯錘下落高度適時地發(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致的液壓誤差不能提供有針對性的補償措施。

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功能的反饋補償式剎車控制方案，不需要太多人力，控制穩(wěn)定性好，操作可重復性高，有效地補償了由于溫度變化及元器件差異所導致的液壓系統(tǒng)誤差，具有通用性。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案，其中，包括
A、當需要剎車時，液壓控制系統(tǒng)打開低壓油路端電控開關閥，同時以反饋方式控制電比例溢流閥電流大小，使系統(tǒng)達到設定的低壓以實現(xiàn)剎車；自適應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點以及制動壓力大小，實現(xiàn)自適應控制；
B、當需要釋放剎車時，液壓控制系統(tǒng)打開剎車液壓系統(tǒng)電控總閥，通過設定為高壓的溢流閥使整個油路達到高壓，剎車完全釋放。上述具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案，其中，所述自適應反饋方式具體包括
通過分析卷揚角度編碼器數(shù)值尋找到預計的夯錘接觸地面的那一刻，根據(jù)該時刻剎車系統(tǒng)壓力來判定提前制動的距離是否適合未達到剎車壓力設定值則加大提前量，過早達到壓力設定值則降低提前量；以及，
根據(jù)卷揚多出繩的長度來判定剎車壓力設定值的大小出繩量過多則減少剎車壓力設定值以提高剎車力，出繩量過少則增加剎車壓力設定值以減小剎車力。上述具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案，其中，在所述自適應反饋方式中，所述實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。上述具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案，其中，所述剎車壓力設定值由自適應控制器給出。上述具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案，其中，實現(xiàn)該方案的設備包括一個液壓控制系統(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有電控開關閥用來控制油路切換，所述液壓控制系統(tǒng)中還設有電控總閥，用來打開或者關閉液壓剎車控制系統(tǒng)，所述液壓剎車控制系統(tǒng)還包括設在液壓剎車油路中的壓力傳感器， 所述電控開關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行控制，不僅提高了液壓系統(tǒng)的響應時間，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)誤差也有很好的補償作用；
(2)本發(fā)明中所提出的自適應控制方式能夠在較短的時間內(nèi)對極端環(huán)境下的強夯機做出自適應調(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)明具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案的自適應反饋方式示意圖2是本發(fā)明具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案的液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合原理圖和具體操作實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案包括:A、當需要剎車時，液壓控制系統(tǒng)打開低壓油路端電控開關閥，同時以反饋方式控制電比例溢流閥電流大小，使系統(tǒng)達到設定的低壓以實現(xiàn)剎車，其中，自適應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點以及制動壓力大小，實現(xiàn)自適應控制；B、當需要釋放剎車時，液壓控制系統(tǒng)打開剎車液壓系統(tǒng)電控總閥，通過設定為高壓的溢流閥使整個油路達到高壓，剎車完全釋放。請參看圖1所示，自適應反饋方式具體包括通過分析卷揚角度編碼器數(shù)值尋找到預計的夯錘接觸地面的那一刻，根據(jù)該時刻剎車系統(tǒng)壓力來判定提前制動的距離是否適合未達到剎車壓力設定值則加大提前量，過早達到壓力設定值則降低提前量；根據(jù)卷揚多出繩的長度來判定剎車壓力設定值的大小出繩量過多則減少剎車壓力設定值以提高剎車力，出繩量過少則增加剎車壓力設定值以減小剎車力，整個過程由一控制器控制。實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。進一步地，實現(xiàn)該方案的設備具體包括一個液壓控制系統(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前設有電控開關閥3用來控制油路切換，液壓控制系統(tǒng)中還設有電控總閥1， 用來打開或者關閉液壓剎車控制系統(tǒng)，液壓剎車控制系統(tǒng)還包括設在液壓剎車油路中的壓力傳感器5，電控開關閥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)明具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案以閉環(huán)控制的方式對系統(tǒng)壓力進行調(diào)節(jié)，有效地補償了由于溫度變化及元器件差異所導致的液壓系統(tǒng)誤差， 控制穩(wěn)定性好，操作可重復性高，具有通用性。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例，其只是作為范例。對于本領域技術(shù)人員而言，任何對該具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案進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
1.一種具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案，其特征在于，包括A、當需要剎車時，液壓控制系統(tǒng)打開低壓油路端電控開關閥，同時以反饋方式控制電比例溢流閥電流大小，使系統(tǒng)達到設定的低壓以實現(xiàn)剎車；自適應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點以及制動壓力大小，實現(xiàn)自適應控制；B、當需要釋放剎車時，液壓控制系統(tǒng)打開剎車液壓系統(tǒng)電控總閥，通過設定為高壓的溢流閥使整個油路達到高壓，剎車完全釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案，其特征在于， 所述自適應反饋方式具體包括通過分析卷揚角度編碼器數(shù)值尋找到預計的夯錘接觸地面的那一刻，根據(jù)該時刻剎車系統(tǒng)壓力來判定提前制動的距離是否適合未達到剎車壓力設定值則加大提前量，過早達到壓力設定值則降低提前量；以及，根據(jù)卷揚多出繩的長度來判定剎車壓力設定值的大小出繩量過多則減少剎車壓力設定值以提高剎車力，出繩量過少則增加剎車壓力設定值以減小剎車力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案，其特征在于， 在所述自適應反饋方式中，所述實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所述的具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案，其特征在于， 所述剎車壓力設定值由自適應控制器給出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自適應功能的反饋補償式剎車控制方案，其特征在于， 實現(xiàn)該方案的設備包括一個液壓控制系統(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有電控開關閥用來控制油路切換，所述液壓控制系統(tǒng)中還設有電控總閥，用來打開或者關閉液壓剎車控制系統(tǒng)，所述液壓剎車控制系統(tǒng)還包括設在液壓剎車油路中的壓力傳感器，所述電控開關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功能的反饋補償式剎車控制方案，其中，包括A、當需要剎車時，液壓控制系統(tǒng)打開低壓油路端電控開關閥，同時以反饋方式控制電比例溢流閥電流大小，使系統(tǒng)達到設定的低壓以實現(xiàn)剎車，自適應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點以及制動壓力大小，實現(xiàn)自適應控制；B、當需要釋放剎車時，液壓控制系統(tǒng)打開剎車液壓系統(tǒng)電控總閥，通過設定為高壓的溢流閥使整個油路達到高壓，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