臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械實(shí)施方式

• 第一實(shí)施例

如圖1所示，根據(jù)《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》的臂架振動(dòng)控制方法的第一實(shí)施例，在該實(shí)施例中，控制方法包括：步驟S10：獲取臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；步驟S20：將動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；步驟S30：根據(jù)比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。該發(fā)明通過(guò)動(dòng)應(yīng)力特征，并根據(jù)動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比結(jié)果，控制激勵(lì)載荷，從而控制臂架振動(dòng)。相比現(xiàn)有技術(shù)（截至2013年12月3日）中通過(guò)測(cè)量臂架固有頻率來(lái)控制振動(dòng)的方法，動(dòng)應(yīng)力特征相比獲取臂架固有頻率可行性高，測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，而且相對(duì)性?xún)r(jià)比更高，從而有效地提高控制效果。

優(yōu)選地，在該發(fā)明的第一實(shí)施例中，動(dòng)應(yīng)力特征包括平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，為了獲得平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，在步驟S10中，首先獲取臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力在時(shí)域上的動(dòng)應(yīng)力曲線，再根據(jù)動(dòng)應(yīng)力曲線計(jì)算平均應(yīng)力和應(yīng)力幅。即平均應(yīng)力為動(dòng)應(yīng)力曲線在第一時(shí)間段內(nèi)的平均值，應(yīng)力幅為動(dòng)應(yīng)力曲線在第一時(shí)間段內(nèi)的最大值與最小值的差值，采用上述方法，能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地計(jì)算臂架在預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，具有較高的可靠性和準(zhǔn)確度。

優(yōu)選地，測(cè)量動(dòng)應(yīng)力采用動(dòng)應(yīng)力傳感器，即在臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域設(shè)置動(dòng)應(yīng)力傳感器，能夠?qū)崟r(shí)地測(cè)量的臂架在該預(yù)設(shè)區(qū)域中的動(dòng)應(yīng)力的時(shí)域上的信號(hào)，從而繪制動(dòng)應(yīng)力在時(shí)域上的動(dòng)應(yīng)力曲線，進(jìn)而計(jì)算平均應(yīng)力和應(yīng)力幅。動(dòng)應(yīng)力傳感器一般采用應(yīng)變片或者應(yīng)變花，并且配合設(shè)置相應(yīng)的測(cè)量橋路，具有較高的測(cè)量精度。

優(yōu)選地，臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域?yàn)楸奂艿奈ｋU(xiǎn)區(qū)域，即臂架容易產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)域，或者結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對(duì)比較薄弱的區(qū)域。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般選擇為靠近端部的幾節(jié)臂架的焊縫附近位置。也可以根據(jù)具體的不同臂架選擇不同危險(xiǎn)區(qū)域。

優(yōu)選地，在該發(fā)明的另一實(shí)施例中，動(dòng)應(yīng)力特征也可以只包括應(yīng)力幅，為了獲取應(yīng)力幅，在步驟S10中，也可以用其他傳感器如油缸壓力、力傳感器等得到臂架的預(yù)設(shè)油缸的油缸壓力幅（油缸壓力的波動(dòng)幅值），換算成應(yīng)力幅。例如，采用油缸壓力傳感器，將油缸壓力傳感器設(shè)置在臂架的預(yù)設(shè)油缸內(nèi)，用于檢測(cè)預(yù)設(shè)油缸的油缸壓力波動(dòng)情況，并根據(jù)油缸壓力傳感器的獲取的油缸壓力波動(dòng)情況，計(jì)算臂架載荷波動(dòng)情況，再進(jìn)一步計(jì)算臂架預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征。

優(yōu)選地，在該發(fā)明的第一實(shí)施例中，步驟S20中的預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅。第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅經(jīng)驗(yàn)確定或者試驗(yàn)得到的數(shù)表指定。即步驟S20為平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果。也即將步驟S10中獲取的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅直接與預(yù)設(shè)的第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅比較，在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，開(kāi)始對(duì)激勵(lì)載荷控制。

優(yōu)選地，在步驟S30包括：根據(jù)第一比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率，可以采用降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率的方法。具體地，為了提高臂架魯棒性，一般地采用降低檔位操作，即降低激勵(lì)載荷的頻率。在控制過(guò)程中，根據(jù)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)的降低激勵(lì)頻率（泵送系統(tǒng)檔位），即在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅較多的情況下，則相應(yīng)地降低檔位較多；在超過(guò)較少的情況下，相應(yīng)地降低檔位較少。從而使激勵(lì)載荷的頻率低于臂架的固有頻率，防止產(chǎn)生共振，對(duì)臂架的振動(dòng)有效控制。在控制過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，并反饋控制，直到平均應(yīng)力降低到第一許可應(yīng)力范圍內(nèi)，或者應(yīng)力幅降低到第一許可應(yīng)力幅的范圍內(nèi)，停止對(duì)臂架的激勵(lì)載荷控制。

在第一實(shí)施例中，根據(jù)第一比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷，也可以采用錯(cuò)頻控制方法。即當(dāng)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，通過(guò)獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)。即并將激勵(lì)載荷在一個(gè)周期內(nèi)的一段時(shí)間的激勵(lì)載荷的頻率調(diào)整為f △f，另一段時(shí)間內(nèi)的激勵(lì)載荷的頻率調(diào)整為f-△f。即將原有的單一激勵(lì)頻率f的周期性載荷轉(zhuǎn)化為f △f和f-△f的錯(cuò)頻載荷，從而將激勵(lì)載荷的頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免激勵(lì)載荷的頻率與臂架的固有頻率重合，從而防止產(chǎn)生共振，對(duì)臂架的振動(dòng)有效控制?！鱢為控制變量，根據(jù)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)地調(diào)節(jié)△f的大小，能夠快速有效地將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅調(diào)整到預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，即超過(guò)較多，相應(yīng)的△f相對(duì)較大；超過(guò)較少，相應(yīng)地△f相對(duì)較小。

• 第二實(shí)施例

在《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》的第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例不同的，在第二實(shí)施例中，步驟S20中的預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅，第二許可應(yīng)力幅為臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的許可應(yīng)力幅。具體地，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取，也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得。例如，通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)方法獲得。即首先將與臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的臂架材料、焊接接頭等形式所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)件作為疲勞實(shí)驗(yàn)試件，并安裝固定，然后對(duì)疲勞實(shí)驗(yàn)試件進(jìn)行平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓疲勞實(shí)驗(yàn)；在試驗(yàn)過(guò)程中，獲取90%存活率下的疲勞極限的應(yīng)力幅；將90%存活率下的疲勞極限的應(yīng)力幅除以相應(yīng)的安全系數(shù)即可得到第二許可應(yīng)力幅，安全系數(shù)一般為1.34。

在第二實(shí)施例中，在步驟S20中，首先將步驟S10中獲取的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅通過(guò)相應(yīng)的法則（例如GOODMAN法則或者其他相應(yīng)力學(xué)法則）轉(zhuǎn)發(fā)為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅，然后再將等效應(yīng)力幅與第二許可應(yīng)力幅比較，在等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果。在步驟S30中，根據(jù)第二比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。

在該實(shí)施例中，通過(guò)將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅兩個(gè)數(shù)值通過(guò)GOODMAN法則轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅，在比較和控制過(guò)程中，均只需要將等效應(yīng)力幅與第二許可應(yīng)力幅比較，使得臂架過(guò)程更為簡(jiǎn)單，降低控制的復(fù)雜程度，能夠提高可靠性和控制系統(tǒng)的相應(yīng)速度。

優(yōu)選地，第二實(shí)施例中，根據(jù)第二比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷與第一實(shí)施例類(lèi)似，可以采用降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率的方法。具體地，為了提高臂架魯棒性，一般地采用降低檔位操作，即降低激勵(lì)載荷的頻率，從而避免共振。在控制過(guò)程中，根據(jù)等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)的降低激勵(lì)頻率（泵送系統(tǒng)檔位），即在等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅較多的情況下，則相應(yīng)地降低檔位較多；在超過(guò)較少的情況下，相應(yīng)地降低檔位較少。從而使激勵(lì)載荷的頻率低于臂架的固有頻率，防止產(chǎn)生共振，對(duì)臂架的振動(dòng)有效控制。在控制過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，轉(zhuǎn)化為等效應(yīng)力幅反饋控制，直到等效應(yīng)力幅降低到第二許可應(yīng)力幅的范圍內(nèi)，停止對(duì)臂架的激勵(lì)載荷控制。

類(lèi)似于第一實(shí)施例，也可以采用錯(cuò)頻控制方法，即通過(guò)獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，將原有的單一激勵(lì)頻率f的周期性載荷轉(zhuǎn)化為f △f和f-△f的錯(cuò)頻載荷，從而將激勵(lì)載荷的頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免共振?！鱢為控制變量，根據(jù)等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)地調(diào)節(jié)△f的大小，當(dāng)?shù)刃?yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅較多的情況下，△f相對(duì)較大；超過(guò)較少的情況下，△f相對(duì)較小。

• 第三和第四實(shí)施例

在《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》的第三和第四實(shí)施例中，與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例不同的是，在得到比較結(jié)果后，比較結(jié)果不直接用于激勵(lì)載荷的控制，而是將第二時(shí)間段內(nèi)的所述平均應(yīng)力和應(yīng)力幅與所述預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，并統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)平均應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值的次數(shù)和大小，并得到統(tǒng)計(jì)結(jié)果，然后根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制所述激勵(lì)載荷。

需要說(shuō)明的是，第二時(shí)間段一般為第一時(shí)間段之后的時(shí)間端之后的時(shí)間段，在上述步驟中，既可以統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段，也可以統(tǒng)計(jì)第二時(shí)間段內(nèi)或者第一時(shí)間段和第二時(shí)間段內(nèi)的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值的次數(shù)和大小。也就是說(shuō)，統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以為第一時(shí)間段內(nèi)做出比較結(jié)果的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也可以得到比較結(jié)果之后重新檢測(cè)的數(shù)據(jù)。

相比第一實(shí)施例和第二實(shí)施例，在第三實(shí)施例和第四實(shí)施例中，加入統(tǒng)計(jì)步驟，能夠防止對(duì)激勵(lì)載荷頻繁控制，即在第三實(shí)施例和第四實(shí)施例中，不是平均應(yīng)力和應(yīng)力幅只要一超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值，就開(kāi)始控制，而且通過(guò)統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間內(nèi)的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值的次數(shù)和大小，當(dāng)超過(guò)達(dá)到一定程度（超過(guò)一定的次數(shù)或者超過(guò)的量達(dá)到一定的大?。┖?，再開(kāi)始控制。一方面避免頻繁啟動(dòng)激勵(lì)載荷控制，對(duì)系統(tǒng)正常工作產(chǎn)生一定的干擾；另外，也可以防止獲取平均應(yīng)力和應(yīng)力幅過(guò)程中，出現(xiàn)的偶然干擾因素，而導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)誤差，出現(xiàn)誤控制的情況發(fā)生。

具體地，在該發(fā)明的第三實(shí)施例中，與第一實(shí)施例類(lèi)似，在步驟S20中也是將第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅作用預(yù)設(shè)數(shù)值，將步驟S10中獲取的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅直接與第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅比較，并在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果。

在該實(shí)施例中，得到第一比較結(jié)果（即平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅）后，則開(kāi)始統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的次數(shù)，以及應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的大小，得到第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率。

優(yōu)選地，在第三實(shí)施例中，根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率，可以采用類(lèi)似于第一實(shí)施例中降低檔位，從而降低激勵(lì)頻率的操作，將激勵(lì)頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免共振，有效地降低臂架的振動(dòng)。

具體地，如果在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅較多時(shí)，則超過(guò)的次數(shù)很少就開(kāi)始降低檔位，而且降低檔位也相應(yīng)地較多，從而盡快地將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅調(diào)整到預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，防止臂架過(guò)度振動(dòng)而引起臂架壽命降低。相應(yīng)地，如果在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅較少時(shí)，則超過(guò)次數(shù)相對(duì)較多才開(kāi)始控制，且降低檔位相對(duì)較少，降低檔位（激勵(lì)頻率）的多少超過(guò)的大小相適應(yīng)，而且在控制過(guò)程中，對(duì)平均應(yīng)力和應(yīng)力幅測(cè)量，直到平均應(yīng)力和應(yīng)力幅調(diào)整到的第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅的范圍內(nèi)時(shí)，停止對(duì)激勵(lì)載荷的控制。

類(lèi)似地，也可以采用第一實(shí)施例中的錯(cuò)頻控制方法，即通過(guò)獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，將原有的單一激勵(lì)頻率f的周期性載荷轉(zhuǎn)化為f △f和f-△f的錯(cuò)頻載荷，從而將激勵(lì)載荷的頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免共振。△f為控制變量，根據(jù)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)地調(diào)節(jié)△f的大小，能夠快速有效地將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅調(diào)整到預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，即超過(guò)較多，相應(yīng)的△f相對(duì)較大；超過(guò)較少，相應(yīng)地△f相對(duì)較小。

在該發(fā)明的第四實(shí)施例中，與第二實(shí)施例類(lèi)似地，在步驟S20中，將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅通過(guò)GOODMEN法則轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅，然后將等效應(yīng)力幅與第二許可應(yīng)力幅比較，在等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果；具體的第二許可應(yīng)力幅的獲取，以及相應(yīng)的比較方法均與第二實(shí)施例類(lèi)似，不再贅述。

與第二實(shí)施例不同的是，在步驟S30中，當(dāng)?shù)玫降诙容^結(jié)果（即等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅）后，則開(kāi)始統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)的等效應(yīng)力幅超過(guò)許可應(yīng)力幅的次數(shù)和超過(guò)許可應(yīng)力幅的大小，得到第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率。

優(yōu)選地，在第四實(shí)施例中，根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率，可以采用類(lèi)似于第三實(shí)施例中降低檔位，從而降低激勵(lì)頻率的操作，將激勵(lì)頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免共振，有效地降低臂架的振動(dòng)。

具體地，如果在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)?shù)刃?yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅很多時(shí)，則超過(guò)的次數(shù)很少就開(kāi)始降低檔位，而且降低檔位也相應(yīng)地較多，從而盡快地將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅調(diào)整到預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，防止臂架過(guò)度振動(dòng)而引起臂架壽命降低。相應(yīng)地，如果在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)?shù)刃?yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅不多，則次數(shù)相對(duì)較多才開(kāi)始控制，且降低檔位較少。降低檔位（激勵(lì)頻率）的多少超過(guò)的大小相適應(yīng)，而且在控制過(guò)程中，對(duì)平均應(yīng)力和應(yīng)力幅測(cè)量并相應(yīng)地轉(zhuǎn)化為等效應(yīng)力幅，直到等效應(yīng)力幅調(diào)整到的第二許可應(yīng)力幅的范圍內(nèi)時(shí)，停止對(duì)激勵(lì)載荷的控制。

類(lèi)似地，也可以采用第二實(shí)施例中的錯(cuò)頻控制方法，即通過(guò)獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，將原有的單一激勵(lì)頻率f的周期性載荷轉(zhuǎn)化為f △f和f-△f的錯(cuò)頻載荷，從而將激勵(lì)載荷的頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免共振。△f為控制變量，根據(jù)等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)地調(diào)節(jié)△f的大小，當(dāng)?shù)刃?yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅較多的情況下，△f相對(duì)較大；超過(guò)較少的情況下，△f相對(duì)較小。在控制過(guò)程中，還可以相應(yīng)地增加或者減小△f的數(shù)值，控制激勵(lì)載荷的直到等效應(yīng)力幅小于第二許可應(yīng)力幅為止。

該發(fā)明還提供了一種臂架振動(dòng)控制裝置。如圖2所示，在臂架振動(dòng)控制裝置的第一實(shí)施例，控制裝置包括：采集單元，用于獲取臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；比較單元，用于將動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；控制單元，用于根據(jù)比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。該發(fā)明通過(guò)獲取動(dòng)應(yīng)力特征，并根據(jù)動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比結(jié)果，控制激勵(lì)載荷，從而控制臂架振動(dòng)。相比現(xiàn)有技術(shù)（截至2013年12月3日）中通過(guò)測(cè)量臂架固有頻率來(lái)控制振動(dòng)，動(dòng)應(yīng)力特征相比獲取臂架固有頻率可行性高，測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，而且相對(duì)性?xún)r(jià)比更高，從而有效地提高控制效果。

優(yōu)選地，動(dòng)應(yīng)力特征可以包括平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，即采集單元包括第二采集模塊和第二計(jì)算模塊；第二采集模塊用于獲取預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力在時(shí)域上的動(dòng)應(yīng)力曲線；第二計(jì)算模塊用于根據(jù)第二采集模塊獲取的動(dòng)應(yīng)力曲線計(jì)算平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，其中，平均應(yīng)力為動(dòng)應(yīng)力曲線在第一時(shí)間段內(nèi)的平均值，應(yīng)力幅為動(dòng)應(yīng)力曲線在第一時(shí)間段內(nèi)的最大值與最小值的差值。從而實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地計(jì)算臂架在預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，具有較高的可靠性和準(zhǔn)確度。

優(yōu)選地，臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域?yàn)楸奂艿奈ｋU(xiǎn)區(qū)域，即臂架容易產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)域，或者結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對(duì)比較薄弱的區(qū)域。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般選擇為靠近端部的幾節(jié)臂架的焊縫附近位置。也可以根據(jù)具體的不同臂架選擇不同危險(xiǎn)區(qū)域。

更優(yōu)選地，該發(fā)明的振動(dòng)控制裝置的其他實(shí)施例中，動(dòng)應(yīng)力特征可以只包括應(yīng)力幅，采集單元還可以包括第一采集模塊和第二計(jì)算模塊；第一采集模塊用于獲取油缸壓力得到油缸壓力幅；第二計(jì)算模塊用于通過(guò)油缸壓力幅計(jì)算應(yīng)力幅。例如采用油缸壓力傳感器，油缸壓力傳感器設(shè)置在臂架的預(yù)設(shè)油缸內(nèi)，用于檢測(cè)臂架的油缸壓力波動(dòng)情況，并根據(jù)油缸壓力傳感器的獲取的油缸壓力波動(dòng)情況，計(jì)算臂架載荷波動(dòng)情況，再進(jìn)一步計(jì)算臂架預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的的動(dòng)應(yīng)力特征。

為了更準(zhǔn)確地獲得應(yīng)力幅，提高可靠性，采集單元可以同時(shí)具有第二采集模塊和第二計(jì)算模塊，以及第一采集模塊和第二計(jì)算模塊。即同時(shí)測(cè)量動(dòng)應(yīng)力和測(cè)量油缸壓力幅，來(lái)計(jì)算應(yīng)力幅，兩者配合使用，既能提高精度，又能提高可靠性。

優(yōu)選地，在該發(fā)明的第一實(shí)施例中，比較單元包括第一存儲(chǔ)模塊和第一比較模塊，第一存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅；第一比較模塊用于在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果。也即將采集單元中獲取的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅直接與預(yù)設(shè)的第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅比較，在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，開(kāi)始對(duì)激勵(lì)載荷控制。

優(yōu)選地，控制單元包括第一控制模塊：第一控制模塊用于根據(jù)第一比較結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率；即第一控制單元可以采用降低檔位或者增加檔位的操作，一般地，為了提高臂架魯棒性，采用降低檔位操作，來(lái)降低激勵(lì)載荷的頻率。在控制過(guò)程中，根據(jù)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)的降低激勵(lì)頻率（泵送系統(tǒng)檔位），即在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅較多的情況下，則相應(yīng)地降低檔位較多；在超過(guò)較少的情況下，相應(yīng)地降低檔位較少。從而使激勵(lì)載荷的頻率低于臂架的固有頻率，防止產(chǎn)生共振，對(duì)臂架的振動(dòng)有效控制。在控制過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，并反饋控制，直到平均應(yīng)力降低到第一許可應(yīng)力范圍內(nèi)，或者應(yīng)力幅降低到第一許可應(yīng)力幅的范圍內(nèi)，停止對(duì)臂架的激勵(lì)載荷控制。

第一控制模塊還可以用于根據(jù)第一比較結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。即當(dāng)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，通過(guò)獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并將激勵(lì)載荷在一個(gè)周期內(nèi)的一段時(shí)間的激勵(lì)載荷的頻率調(diào)整為f △f，另一段時(shí)間內(nèi)的激勵(lì)載荷的頻率調(diào)整為f-△f。將原有的單一激勵(lì)頻率f的周期性載荷轉(zhuǎn)化為f △f和f-△f的錯(cuò)頻載荷，從而將激勵(lì)載荷的頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免激勵(lì)載荷的頻率與臂架的固有頻率重合，從而防止產(chǎn)生共振，對(duì)臂架的振動(dòng)有效控制。△f為控制變量，根據(jù)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)地調(diào)節(jié)△f的大小，能夠快速有效地將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅調(diào)整到預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，即超過(guò)較多，相應(yīng)的△f相對(duì)較大；超過(guò)較少，相應(yīng)地△f相對(duì)較小。

在該發(fā)明的臂架振動(dòng)控制裝置的第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例不同的，在第二實(shí)施例中，比較單元包括第二存儲(chǔ)模塊、等效應(yīng)力幅計(jì)算模塊和第二比較模塊，第二存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅；第二許可應(yīng)力幅為臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的許可應(yīng)力幅。具體地，第二許可應(yīng)力幅可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取，也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得。例如，通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)獲得，首先將與臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的臂架材料、焊接接頭等形式所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)件作為疲勞實(shí)驗(yàn)試件，并安裝固定，然后對(duì)疲勞實(shí)驗(yàn)試件進(jìn)行平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓疲勞實(shí)驗(yàn)；在試驗(yàn)過(guò)程中，獲取90%存活率下的疲勞極限的應(yīng)力幅；將90%存活率下的疲勞極限的應(yīng)力幅除以相應(yīng)的安全系數(shù)即可得到第二許可應(yīng)力幅，安全系數(shù)一般為1.34。

在第二實(shí)施例中，等效應(yīng)力幅計(jì)算模塊用于將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅；即將采集單元中獲取的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅通過(guò)相應(yīng)的法則（例如GOODMAN法則）轉(zhuǎn)發(fā)為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅。第二比較模塊用于在等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果；控制單元，用于根據(jù)第二比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。

在該實(shí)施例中，通過(guò)將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅兩個(gè)數(shù)值通過(guò)GOODMAN法則轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅，在比較和控制過(guò)程中，均只需要將等效應(yīng)力幅與第二許可應(yīng)力幅比較，使得臂架過(guò)程更為簡(jiǎn)單，降低控制的復(fù)雜程度，能夠提高可靠性和控制系統(tǒng)的相應(yīng)速度。

在第二實(shí)施例中，控制單元包括第二控制模塊，第二控制模塊用于根據(jù)第二比較結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率；即與第一實(shí)施例類(lèi)似，可以采用降低檔位或者增加檔位的操作，一般地，為了提高臂架魯棒性，采用降低檔位操作，來(lái)降低激勵(lì)載荷的頻率。在控制過(guò)程中，根據(jù)等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)的降低激勵(lì)頻率（泵送系統(tǒng)檔位），即在等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅較多的情況下，則相應(yīng)地降低檔位較多；在超過(guò)較少的情況下，相應(yīng)地降低檔位較少。從而使激勵(lì)載荷的頻率低于臂架的固有頻率，防止產(chǎn)生共振，對(duì)臂架的振動(dòng)有效控制。在控制過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，轉(zhuǎn)化為等效應(yīng)力幅反饋控制，直到等效應(yīng)力幅降低到第二許可應(yīng)力幅的范圍內(nèi)，停止對(duì)臂架的激勵(lì)載荷控制。

第二控制模塊還用于根據(jù)第二比較結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。即類(lèi)似于第一實(shí)施例，采用錯(cuò)頻控制，通過(guò)獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，將原有的單一激勵(lì)頻率f的周期性載荷轉(zhuǎn)化為f △f和f-△f的錯(cuò)頻載荷，從而將激勵(lì)載荷的頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免共振。△f為控制變量，根據(jù)等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)地調(diào)節(jié)△f的大小，當(dāng)?shù)刃?yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅較多的情況下，△f相對(duì)較大；超過(guò)較少的情況下，△f相對(duì)較小。

在該發(fā)明臂架振動(dòng)控制裝置的第三和第四實(shí)施例中，與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例不同的是，控制單元還包括：統(tǒng)計(jì)模塊和第三控制模塊，統(tǒng)計(jì)模塊用于根據(jù)比較結(jié)果，將第二時(shí)間段內(nèi)的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，并統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)平均應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值的次數(shù)和大小，得到統(tǒng)計(jì)結(jié)果；其中，第二時(shí)間段為第一時(shí)間段之后的時(shí)間段；第三控制模塊，用于根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。即相比第一和第二實(shí)施例，在第三實(shí)施例中，在得到比較結(jié)果后，比較結(jié)果不直接用于激勵(lì)載荷的控制，而是開(kāi)始統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)平均應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值的次數(shù)和大小，并得到統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制所述激勵(lì)載荷。

相比第一實(shí)施例和第二實(shí)施例，加入統(tǒng)計(jì)步驟，能夠防止對(duì)激勵(lì)載荷頻繁控制，即在第三實(shí)施例和第三實(shí)施例中，不是平均應(yīng)力和應(yīng)力幅只要一超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值，就開(kāi)始控制，而且通過(guò)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)超過(guò)達(dá)到一定程度（超過(guò)一定的次數(shù)或者超過(guò)的量達(dá)到一定的大小）后，再開(kāi)始控制。一方面避免頻繁啟動(dòng)激勵(lì)載荷控制，對(duì)系統(tǒng)正常工作產(chǎn)生一定的干擾；另外，也可以防止獲取平均應(yīng)力和應(yīng)力幅過(guò)程中，出現(xiàn)的偶然干擾因素，而導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)誤差，出現(xiàn)誤控制的情況發(fā)生。

具體地，在該發(fā)明的第三實(shí)施例中，與第一實(shí)施例類(lèi)似地，比較單元也包括第一存儲(chǔ)模塊和第一比較模塊，第一存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅；第一比較模塊用于在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果。即也是將第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅作用預(yù)設(shè)數(shù)值，將采集單元中獲取的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅直接與第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅比較，并在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果。

在該實(shí)施例中，控制單元的統(tǒng)計(jì)模塊包括第一統(tǒng)計(jì)模塊，第一統(tǒng)計(jì)模塊在得到第一比較結(jié)果（即平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅）后，則開(kāi)始統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的次數(shù)，以及應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的大小，得到第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果?？刂茊卧牡谌刂颇K包括第一頻率控制模塊，用于根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率。

第一頻率控制模塊包括第一頻率控制子模塊，第一頻率控制子模塊用于根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率。即第一頻率控制子模塊與第一實(shí)施例中的第一控制模塊工作類(lèi)似，控制檔位降低，從而降低激勵(lì)頻率的操作，將激勵(lì)頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免共振，有效地降低臂架的振動(dòng)。

具體地，如果在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅較多時(shí)，則超過(guò)的次數(shù)很少就開(kāi)始降低檔位，而且降低檔位也相應(yīng)地較多，從而盡快地將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅調(diào)整到預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，防止臂架過(guò)度振動(dòng)而引起臂架壽命降低。相應(yīng)地，如果在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅較少時(shí)，則超過(guò)次數(shù)相對(duì)較多才開(kāi)始控制，且降低檔位相對(duì)較少，降低檔位（激勵(lì)頻率）的多少超過(guò)的大小相適應(yīng)，而且在控制過(guò)程中，對(duì)平均應(yīng)力和應(yīng)力幅測(cè)量，直到平均應(yīng)力和應(yīng)力幅調(diào)整到的第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅的范圍內(nèi)時(shí)，停止對(duì)激勵(lì)載荷的控制。

第一頻率控制子模塊還可以用于根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。即類(lèi)似于第一實(shí)施例中第一控制模塊的錯(cuò)頻控制，通過(guò)獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，將原有的單一激勵(lì)頻率f的周期性載荷轉(zhuǎn)化為f △f和f-△f的錯(cuò)頻載荷，從而將激勵(lì)載荷的頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免共振?！鱢為控制變量，根據(jù)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)地調(diào)節(jié)△f的大小，能夠快速有效地將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅調(diào)整到預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，即超過(guò)較多，相應(yīng)的△f相對(duì)較大；超過(guò)較少，相應(yīng)地△f相對(duì)較小。

在該發(fā)明臂架振動(dòng)控制裝置的第四實(shí)施例中，與第二實(shí)施例類(lèi)似地，比較單元包括：第二存儲(chǔ)模塊、等效應(yīng)力幅計(jì)算模塊和第二比較模塊。第二存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅；等效應(yīng)力幅計(jì)算模塊用于將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅；第二比較模塊用于在等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果。

在第四實(shí)施例中，控制單元的統(tǒng)計(jì)模塊包括第二統(tǒng)計(jì)模塊，用于根據(jù)第二比較結(jié)果，統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)的等效應(yīng)力幅超過(guò)許可應(yīng)力幅的次數(shù)和超過(guò)許可應(yīng)力幅的大小，得到第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果；控制單元的第三控制模塊包括第二頻率控制模塊，用于根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率。即與第二實(shí)施例不同的是，控制單元得到第二比較結(jié)果（即等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅）后，則開(kāi)始統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)的等效應(yīng)力幅超過(guò)許可應(yīng)力幅的次數(shù)和超過(guò)許可應(yīng)力幅的大小，得到第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率。

優(yōu)選地，第二頻率控制模塊包括第二頻率控制子模塊，第二頻率控制子模塊用于根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率；即類(lèi)似于第三實(shí)施例中，通過(guò)降低檔位，從而降低激勵(lì)頻率的操作，將激勵(lì)頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免共振，有效地降低臂架的振動(dòng)。

具體地，如果在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)?shù)刃?yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅很多時(shí)，則超過(guò)的次數(shù)很少就開(kāi)始降低檔位，而且降低檔位也相應(yīng)地較多，從而盡快地將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅調(diào)整到預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，防止臂架過(guò)度振動(dòng)而引起臂架壽命降低。相應(yīng)地，如果在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)?shù)刃?yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅不多，則次數(shù)相對(duì)較多才開(kāi)始控制，且降低檔位較少。降低檔位（激勵(lì)頻率）的多少超過(guò)的大小相適應(yīng)，而且在控制過(guò)程中，對(duì)平均應(yīng)力和應(yīng)力幅測(cè)量并相應(yīng)地轉(zhuǎn)化為等效應(yīng)力幅，直到等效應(yīng)力幅調(diào)整到的第二許可應(yīng)力幅的范圍內(nèi)時(shí)，停止對(duì)激勵(lì)載荷的控制。

類(lèi)似地，第二頻率控制子模塊，還可以用于根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。即采用類(lèi)似于第二實(shí)施例中的錯(cuò)頻控制方法，通過(guò)獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，將原有的單一激勵(lì)頻率f的周期性載荷轉(zhuǎn)化為f △f和f-△f的錯(cuò)頻載荷，從而將激勵(lì)載荷的頻率與臂架的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，避免共振。△f為控制變量，根據(jù)等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的大小，相應(yīng)地調(diào)節(jié)△f的大小，當(dāng)?shù)刃?yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅較多的情況下，△f相對(duì)較大；超過(guò)較少的情況下，△f相對(duì)較小。在控制過(guò)程中，還可以相應(yīng)地增加或者減小△f的數(shù)值，控制激勵(lì)載荷的直到等效應(yīng)力幅小于第二許可應(yīng)力幅為止。

該發(fā)明還提供了一種臂架振動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：動(dòng)應(yīng)力傳感器，設(shè)置在臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域，用于檢測(cè)臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域的動(dòng)應(yīng)力特征，臂架振動(dòng)控制裝置，用于獲取動(dòng)應(yīng)力傳感器檢測(cè)的臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；并將動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；而且根據(jù)比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。采用動(dòng)應(yīng)力傳感器，能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地測(cè)量臂架在預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征，并根據(jù)動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值的對(duì)比結(jié)果，控制激勵(lì)載荷，從而控制臂架振動(dòng)。相比現(xiàn)有技術(shù)（截至2013年12月3日）中通過(guò)測(cè)量臂架固有頻率來(lái)控制振動(dòng)的方法，獲取動(dòng)應(yīng)力特征相比獲取臂架固有頻率可行性高，測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，而且相對(duì)性?xún)r(jià)比更高，從而有效地提高控制效果。

該發(fā)明還提供了一種臂架振動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：油缸壓力傳感器，設(shè)置在臂架的預(yù)設(shè)油缸內(nèi)，用于檢測(cè)臂架的預(yù)設(shè)油缸的油缸壓力波動(dòng)情況，根據(jù)油缸壓力波動(dòng)情況計(jì)算臂架的載荷波動(dòng)情況，根據(jù)載荷波動(dòng)情況計(jì)算臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；臂架振動(dòng)控制裝置，用于獲取油缸壓力傳感器檢測(cè)的臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；并將動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；而且根據(jù)比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。

采用油缸壓力傳感器，能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地測(cè)量預(yù)設(shè)油缸的油缸壓力波動(dòng)情況，然后根據(jù)油缸壓力波動(dòng)情況計(jì)算臂架的載荷波動(dòng)情況，根據(jù)載荷波動(dòng)情況可以準(zhǔn)確地計(jì)算臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；采用上述方式，相比現(xiàn)有技術(shù)（截至2013年12月3日）中通過(guò)測(cè)量臂架固有頻率來(lái)控制振動(dòng)的方法，獲取動(dòng)應(yīng)力特征相比獲取臂架固有頻率可行性高，測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，而且相對(duì)性?xún)r(jià)比更高，從而有效地提高控制效果。

該發(fā)明還通過(guò)了一種工程機(jī)械，包括臂架和前述的振動(dòng)控制系統(tǒng)。截至2013年12月3日，相比相關(guān)技術(shù)，能夠有效地控制臂架振動(dòng)，并且具有較好的適應(yīng)性，相比相關(guān)技術(shù)中直接獲取臂架的固有頻率，具有更好的可行性、準(zhǔn)確性和可靠性，從而具有更好的控制效果，保證臂架安全。需要說(shuō)明的時(shí)，在該發(fā)明中，臂架并不特指混凝土泵車(chē)的臂架，還可以為其他受到周期性激勵(lì)的柔性工作機(jī)構(gòu)。

從以上的描述中，可以看出，《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：根據(jù)該發(fā)明的臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械。通過(guò)動(dòng)應(yīng)力特征，并根據(jù)動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值的對(duì)比結(jié)果，控制激勵(lì)載荷，從而控制臂架振動(dòng)。相比現(xiàn)有技術(shù)（截至2013年12月3日）中通過(guò)測(cè)量臂架固有頻率來(lái)控制振動(dòng)的方法，獲取臂架的動(dòng)應(yīng)力特征相比獲取臂架的固有頻率可行性高，測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，而且相對(duì)性?xún)r(jià)比更高，從而有效地提高控制效果。

以上所述僅為《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制該發(fā)明，對(duì)于該領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，該發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在該發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

1、一種臂架振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：步驟S10：獲取所述臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；步驟S20：將所述動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；步驟S30：根據(jù)所述比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷；所述動(dòng)應(yīng)力特征包括平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，所述步驟S10包括：獲取所述預(yù)設(shè)區(qū)域在所述第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力在時(shí)域上的動(dòng)應(yīng)力曲線；根據(jù)所述動(dòng)應(yīng)力曲線計(jì)算平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，其中，所述平均應(yīng)力為所述動(dòng)應(yīng)力曲線在所述第一時(shí)間段內(nèi)的平均值，所述應(yīng)力幅為所述動(dòng)應(yīng)力曲線在所述第一時(shí)間段內(nèi)的最大值與最小值的差值。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂架振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述步驟S20包括：所述預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅，在所述平均應(yīng)力超過(guò)所述第一許可應(yīng)力且所述應(yīng)力幅超過(guò)所述第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果；所述步驟S30包括：根據(jù)所述第一比較結(jié)果，降低或者升高所述激勵(lì)載荷的頻率；或者根據(jù)所述第一比較結(jié)果，獲取所述激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制所述激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，所述升頻控制的頻率為f △f，所述降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行所述降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂架振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述步驟S20包括：所述預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅，將所述平均應(yīng)力和所述應(yīng)力幅轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅，在所述等效應(yīng)力幅超過(guò)所述第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果；所述步驟S30包括：根據(jù)所述第二比較結(jié)果，降低或者升高所述激勵(lì)載荷的頻率；或者根據(jù)所述第二比較結(jié)果，獲取所述激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制所述激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，所述升頻控制的頻率為f △f，所述降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行所述降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂架振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述步驟S30包括：根據(jù)所述比較結(jié)果，將第二時(shí)間段內(nèi)的所述平均應(yīng)力和應(yīng)力幅與所述預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，并統(tǒng)計(jì)所述第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)所述平均應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)所述預(yù)設(shè)數(shù)值的次數(shù)和大小，得到統(tǒng)計(jì)結(jié)果；其中，所述第二時(shí)間段為所述第一時(shí)間段之后的時(shí)間段；根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制所述激勵(lì)載荷。

5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的臂架振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述步驟S20包括：所述預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅，在所述平均應(yīng)力超過(guò)所述第一許可應(yīng)力且所述應(yīng)力幅超過(guò)所述第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果；所述步驟S30包括：根據(jù)所述第一比較結(jié)果，統(tǒng)計(jì)所述第一時(shí)間段和/或所述第二時(shí)間段內(nèi)所述平均應(yīng)力超過(guò)所述第一許可應(yīng)力且所述應(yīng)力幅超過(guò)所述第一許可應(yīng)力幅的次數(shù)，以及所述應(yīng)力幅超過(guò)所述第一許可應(yīng)力幅的大小，得到第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果；根據(jù)所述第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制所述激勵(lì)載荷的頻率。

6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的臂架振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制所述激勵(lì)載荷的頻率包括：根據(jù)所述第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，降低或者升高所述激勵(lì)載荷的頻率；或者根據(jù)所述第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，獲取所述激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制所述激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，所述升頻控制的頻率為f △f，所述降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行所述降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的臂架振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述步驟S20包括：所述預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅，將所述平均應(yīng)力和所述應(yīng)力幅轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅，在所述等效應(yīng)力幅超過(guò)所述第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果；所述步驟S30包括：根據(jù)所述第二比較結(jié)果，統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)的所述等效應(yīng)力幅超過(guò)所述許可應(yīng)力幅的次數(shù)和超過(guò)許可應(yīng)力幅的大小，得到第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并根據(jù)所述第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制所述激勵(lì)載荷的頻率。

8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的臂架振動(dòng)控制方法，其特征在于，根據(jù)所述第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制所述激勵(lì)載荷的頻率包括：根據(jù)所述第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，降低或者升高所述激勵(lì)載荷的頻率，或者根據(jù)所述第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，獲取所述激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制所述激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，所述升頻控制的頻率為f △f，所述降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行所述降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

9、根據(jù)權(quán)利要求3或7所述的臂架振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述第二許可應(yīng)力幅按照以下方法計(jì)算：設(shè)置疲勞實(shí)驗(yàn)試件，其中，所述疲勞實(shí)驗(yàn)試件的材料對(duì)應(yīng)所述臂架預(yù)設(shè)區(qū)域的材料；對(duì)所述疲勞實(shí)驗(yàn)試件進(jìn)行平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓疲勞實(shí)驗(yàn)；獲取90％存活率下的疲勞極限的應(yīng)力幅；計(jì)算所述第二許可應(yīng)力幅，所述第二許可應(yīng)力幅為所述90％存活率下的疲勞極限的應(yīng)力幅除以安全系數(shù)。

10、一種臂架振動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述控制裝置包括：采集單元，用于獲取所述臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；比較單元，用于將所述動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；控制單元，用于根據(jù)所述比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷；所述動(dòng)應(yīng)力特征包括平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，所述采集單元包括：第二采集模塊，用于獲取所述預(yù)設(shè)區(qū)域在所述第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力在時(shí)域上的動(dòng)應(yīng)力曲線；第二計(jì)算模塊，根據(jù)所述動(dòng)應(yīng)力曲線計(jì)算平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，其中，所述平均應(yīng)力為所述動(dòng)應(yīng)力曲線在所述第一時(shí)間段內(nèi)的平均值，所述應(yīng)力幅為所述動(dòng)應(yīng)力曲線在所述第一時(shí)間段內(nèi)的最大值與最小值的差值。

11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的臂架振動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述比較單元包括：第一存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，所述預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅；第一比較模塊，用于在所述平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且所述應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果；所述控制單元包括第一控制模塊：用于根據(jù)所述第一比較結(jié)果，降低或者升高所述激勵(lì)載荷的頻率；或者根據(jù)所述第一比較結(jié)果，獲取所述激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制所述激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，所述升頻控制的頻率為f △f，所述降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行所述降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

12、根據(jù)權(quán)利要求10所述的臂架振動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述比較單元包括：第二存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，所述預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅；等效應(yīng)力幅計(jì)算模塊，用于將所述平均應(yīng)力和所述應(yīng)力幅轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅；第二比較模塊，用于在所述等效應(yīng)力幅超過(guò)所述第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果；所述控制單元包括第二控制模塊：用于根據(jù)所述第二比較結(jié)果，降低或者升高所述激勵(lì)載荷的頻率；或者根據(jù)所述第二比較結(jié)果，獲取所述激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制所述激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，所述升頻控制的頻率為f △f，所述降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行所述降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

13、根據(jù)權(quán)利要求10所述的臂架振動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述控制單元包括：統(tǒng)計(jì)模塊：用于根據(jù)所述比較結(jié)果，將第二時(shí)間段內(nèi)的所述平均應(yīng)力和應(yīng)力幅與所述預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，并統(tǒng)計(jì)所述第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)所述平均應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)所述預(yù)設(shè)數(shù)值的次數(shù)和大小，得到統(tǒng)計(jì)結(jié)果；其中，所述第二時(shí)間段為所述第一時(shí)間段之后的時(shí)間段；第三控制模塊，用于根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制所述激勵(lì)載荷。

14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的臂架振動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述比較單元包括：第一存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，所述預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅；第一比較模塊，用于在所述平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且所述應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果；所述控制單元的統(tǒng)計(jì)模塊包括第一統(tǒng)計(jì)模塊，用于根據(jù)所述第一比較結(jié)果，統(tǒng)計(jì)所述第一時(shí)間段和/或所述第二時(shí)間段內(nèi)所述平均應(yīng)力超過(guò)所述第一許可應(yīng)力且所述應(yīng)力幅超過(guò)所述第一許可應(yīng)力幅的次數(shù)，以及所述應(yīng)力幅超過(guò)所述第一許可應(yīng)力幅的大小，得到第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果；所述控制單元的第三控制模塊包括第一頻率控制模塊，用于根據(jù)所述第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制所述激勵(lì)載荷的頻率。

15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的臂架振動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述第一頻率控制模塊包括第一頻率控制子模塊，用于根據(jù)所述第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，降低或者升高所述激勵(lì)載荷的頻率；或者用于根據(jù)所述第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，獲取所述激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制所述激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，所述升頻控制的頻率為f △f，所述降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行所述降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

16、根據(jù)權(quán)利要求13所述的臂架振動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述比較單元包括：第二存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，所述預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅；等效應(yīng)力幅計(jì)算模塊，用于將所述平均應(yīng)力和所述應(yīng)力幅轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅；第二比較模塊，用于在所述等效應(yīng)力幅超過(guò)所述第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果；所述控制單元的統(tǒng)計(jì)模塊包括第二統(tǒng)計(jì)模塊，用于根據(jù)所述第二比較結(jié)果，統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)的所述等效應(yīng)力幅超過(guò)所述許可應(yīng)力幅的次數(shù)和超過(guò)許可應(yīng)力幅的大小，得到第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果；所述控制單元的第三控制模塊包括第二頻率控制模塊，用于根據(jù)所述第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制所述激勵(lì)載荷的頻率。

17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的臂架振動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述第二頻率控制模塊包括第二頻率控制子模塊，用于根據(jù)所述第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，降低或者升高所述激勵(lì)載荷的頻率；或者用于根據(jù)所述第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，獲取所述激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制所述激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，所述升頻控制的頻率為f △f，所述降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行所述降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

18、一種臂架振動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：動(dòng)應(yīng)力傳感器，設(shè)置在所述臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域，用于檢測(cè)所述臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域的動(dòng)應(yīng)力特征；臂架振動(dòng)控制裝置，用于獲取所述動(dòng)應(yīng)力傳感器檢測(cè)的所述臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；并將所述動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；而且根據(jù)所述比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷；其中，所述臂架振動(dòng)控制裝置包括：采集單元，用于獲取所述臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；比較單元，用于將所述動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；控制單元，用于根據(jù)所述比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷；所述動(dòng)應(yīng)力特征包括平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，所述采集單元包括：第二采集模塊，用于獲取所述預(yù)設(shè)區(qū)域在所述第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力在時(shí)域上的動(dòng)應(yīng)力曲線；第二計(jì)算模塊，根據(jù)所述動(dòng)應(yīng)力曲線計(jì)算平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，其中，所述平均應(yīng)力為所述動(dòng)應(yīng)力曲線在所述第一時(shí)間段內(nèi)的平均值，所述應(yīng)力幅為所述動(dòng)應(yīng)力曲線在所述第一時(shí)間段內(nèi)的最大值與最小值的差值。

19、一種工程機(jī)械，包括臂架，其特征在于，還包括權(quán)利要求18所述的臂架振動(dòng)控制系統(tǒng)。

《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體而言，涉及一種臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械。

構(gòu)成該專(zhuān)利的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》的進(jìn)一步理解，該發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋該發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)該發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》的臂架振動(dòng)控制方法的示意圖；

圖2是根據(jù)《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》的臂架振動(dòng)控制裝置的示意圖。

臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械專(zhuān)利目的

《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》旨在提供一種提高減振效果的臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械。

臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械技術(shù)方案

《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》提供了一種臂架振動(dòng)控制方法，該控制方法包括：步驟S10：獲取臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；步驟S20：將動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；步驟S30：根據(jù)比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。

進(jìn)一步地，動(dòng)應(yīng)力特征包括應(yīng)力幅，步驟S10包括：獲取臂架的預(yù)設(shè)油缸的油缸壓力幅，通過(guò)油缸壓力幅計(jì)算應(yīng)力幅。

進(jìn)一步地，動(dòng)應(yīng)力特征包括平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，步驟S10包括：獲取預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力在時(shí)域上的動(dòng)應(yīng)力曲線；根據(jù)動(dòng)應(yīng)力曲線計(jì)算平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，其中，平均應(yīng)力為動(dòng)應(yīng)力曲線在第一時(shí)間段內(nèi)的平均值，應(yīng)力幅為動(dòng)應(yīng)力曲線在第一時(shí)間段內(nèi)的最大值與最小值的差值。

進(jìn)一步地，步驟S20包括：預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅，在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果；步驟S30包括：根據(jù)第一比較結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率；或者根據(jù)第一比較結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

進(jìn)一步地，步驟S20包括：預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅，將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅，在等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果；步驟S30包括：根據(jù)第二比較結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率；或者根據(jù)第二比較結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

進(jìn)一步地，步驟S30包括：根據(jù)比較結(jié)果，將第二時(shí)間段內(nèi)的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，并統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)平均應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值的次數(shù)和大小，得到統(tǒng)計(jì)結(jié)果；其中，第二時(shí)間段為第一時(shí)間段之后的時(shí)間段；根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。

進(jìn)一步地，步驟S20包括：預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅，在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果；步驟S30包括：根據(jù)第一比較結(jié)果，統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的次數(shù)，以及應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的大小，得到第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果；根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率。

進(jìn)一步地，根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率包括：根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率；或者根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

進(jìn)一步地，步驟S20包括：預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅，將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅，在等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果；步驟S30包括：根據(jù)第二比較結(jié)果，統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)的等效應(yīng)力幅超過(guò)許可應(yīng)力幅的次數(shù)和超過(guò)許可應(yīng)力幅的大小，得到第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率。

進(jìn)一步地，根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率包括：根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率，或者根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

進(jìn)一步地，第二許可應(yīng)力幅按照以下方法計(jì)算：設(shè)置疲勞實(shí)驗(yàn)試件，其中，疲勞實(shí)驗(yàn)試件的材料對(duì)應(yīng)臂架預(yù)設(shè)區(qū)域的材料；對(duì)疲勞實(shí)驗(yàn)試件進(jìn)行平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓疲勞實(shí)驗(yàn)；獲取90%存活率下的疲勞極限的應(yīng)力幅；計(jì)算第二許可應(yīng)力幅，第二許可應(yīng)力幅為90%存活率下的疲勞極限的應(yīng)力幅除以安全系數(shù)。

該發(fā)明還提供了一種臂架振動(dòng)控制裝置，控制裝置包括：采集單元，用于獲取臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；比較單元，用于將動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；控制單元，用于根據(jù)比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。

進(jìn)一步地，動(dòng)應(yīng)力特征包括應(yīng)力幅，采集單元包括：第一采集模塊，用于獲取臂架的預(yù)設(shè)油缸的油缸壓力幅；第一計(jì)算模塊，用于通過(guò)油缸壓力幅計(jì)算應(yīng)力幅。

進(jìn)一步地，動(dòng)應(yīng)力特征包括平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，采集單元包括：第二采集模塊，用于獲取預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力在時(shí)域上的動(dòng)應(yīng)力曲線；第二計(jì)算模塊，根據(jù)動(dòng)應(yīng)力曲線計(jì)算平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，其中，平均應(yīng)力為動(dòng)應(yīng)力曲線在第一時(shí)間段內(nèi)的平均值，應(yīng)力幅為動(dòng)應(yīng)力曲線在第一時(shí)間段內(nèi)的最大值與最小值的差值。

進(jìn)一步地，比較單元包括：第一存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅；第一比較模塊，用于在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果；控制單元包括第一控制模塊：用于根據(jù)第一比較結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率；或者根據(jù)第一比較結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

進(jìn)一步地，比較單元包括：第二存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅；等效應(yīng)力幅計(jì)算模塊，用于將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅；第二比較模塊，用于在等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果；控制單元包括第二控制模塊：用于根據(jù)第二比較結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率；或者根據(jù)第二比較結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

進(jìn)一步地，控制單元包括：統(tǒng)計(jì)模塊：用于根據(jù)比較結(jié)果，將第二時(shí)間段內(nèi)的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，并統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)平均應(yīng)力和應(yīng)力幅超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值的次數(shù)和大小，得到統(tǒng)計(jì)結(jié)果；其中，第二時(shí)間段為第一時(shí)間段之后的時(shí)間段；第三控制模塊，用于根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。

進(jìn)一步地，比較單元包括：第一存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，預(yù)設(shè)數(shù)值為第一許可應(yīng)力和第一許可應(yīng)力幅；第一比較模塊，用于在平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的情況下，得到第一比較結(jié)果；控制單元的統(tǒng)計(jì)模塊包括第一統(tǒng)計(jì)模塊，用于根據(jù)第一比較結(jié)果，統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)平均應(yīng)力超過(guò)第一許可應(yīng)力且應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的次數(shù)，以及應(yīng)力幅超過(guò)第一許可應(yīng)力幅的大小，得到第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果；控制單元的第三控制模塊包括第一頻率控制模塊，用于根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率。

進(jìn)一步地，第一頻率控制模塊包括第一頻率控制子模塊，用于根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率；或者用于根據(jù)第一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

進(jìn)一步地，比較單元包括：第二存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)數(shù)值，其中，預(yù)設(shè)數(shù)值為第二許可應(yīng)力幅；等效應(yīng)力幅計(jì)算模塊，用于將平均應(yīng)力和應(yīng)力幅轉(zhuǎn)化為平均應(yīng)力為0的對(duì)稱(chēng)拉壓下的等效應(yīng)力幅；第二比較模塊，用于在等效應(yīng)力幅超過(guò)第二許可應(yīng)力幅的情況下，得到第二比較結(jié)果；控制單元的統(tǒng)計(jì)模塊包括第二統(tǒng)計(jì)模塊，用于根據(jù)第二比較結(jié)果，統(tǒng)計(jì)第一時(shí)間段和/或第二時(shí)間段內(nèi)的等效應(yīng)力幅超過(guò)許可應(yīng)力幅的次數(shù)和超過(guò)許可應(yīng)力幅的大小，得到第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果；控制單元的第三控制模塊包括第二頻率控制模塊，用于根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，控制激勵(lì)載荷的頻率。

進(jìn)一步地，第二頻率控制模塊包括第二頻率控制子模塊，用于根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，降低或者升高激勵(lì)載荷的頻率；或者用于根據(jù)第二統(tǒng)計(jì)結(jié)果，獲取激勵(lì)載荷的當(dāng)前頻率f，并控制激勵(lì)載荷執(zhí)行升頻控制和降頻控制，其中，升頻控制的頻率為f △f，降頻控制的頻率為f-△f，并以執(zhí)行升頻控制的升頻時(shí)間段和執(zhí)行降頻控制的降頻時(shí)間段的總時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)，△f為控制變量。

該發(fā)明的還提供了一種臂架振動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：動(dòng)應(yīng)力傳感器，設(shè)置在臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域，用于檢測(cè)臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域的動(dòng)應(yīng)力特征；臂架振動(dòng)控制裝置，用于獲取動(dòng)應(yīng)力傳感器檢測(cè)的臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；并將動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；而且根據(jù)比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。

該發(fā)明的還提供了一種臂架振動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：油缸壓力傳感器，設(shè)置在臂架的預(yù)設(shè)油缸內(nèi)，用于檢測(cè)預(yù)設(shè)油缸的油缸壓力波動(dòng)情況，根據(jù)油缸壓力波動(dòng)情況計(jì)算臂架的載荷波動(dòng)情況，根據(jù)載荷波動(dòng)情況計(jì)算臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；臂架振動(dòng)控制裝置，用于獲取油缸壓力傳感器檢測(cè)的臂架的預(yù)設(shè)區(qū)域在第一時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力特征；并將動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值對(duì)比，得到比較結(jié)果；而且根據(jù)比較結(jié)果，控制激勵(lì)載荷。

該發(fā)明還提供了一種工程機(jī)械，包括臂架和前述的臂架振動(dòng)控制系統(tǒng)。

臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械改善效果

根據(jù)該發(fā)明的臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械。通過(guò)動(dòng)應(yīng)力特征，并根據(jù)動(dòng)應(yīng)力特征與預(yù)設(shè)數(shù)值的對(duì)比結(jié)果，控制激勵(lì)載荷，從而控制臂架振動(dòng)。相比現(xiàn)有技術(shù)（截至2013年12月3日）中通過(guò)測(cè)量臂架固有頻率來(lái)控制振動(dòng)的方法，獲取臂架的動(dòng)應(yīng)力特征相比獲取臂架的固有頻率可行性高，測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，而且相對(duì)性?xún)r(jià)比更高，從而有效地提高控制效果。

受周期性沖擊載荷的長(zhǎng)柔性臂架，引起其劇烈振動(dòng)的原因往往是由于激勵(lì)頻率與臂架結(jié)構(gòu)的固有頻率接近或者一致。比如說(shuō)混凝土泵車(chē)臂架，隨著姿態(tài)的變化其豎直方向的固有頻率一直在變化，然而臂架的激勵(lì)頻率，即混凝土泵送頻率，也隨檔位的變化而變化，而且，激勵(lì)頻率與臂架的固定頻率相近，這樣，在泵送過(guò)程中，有可能出現(xiàn)臂架在特定姿態(tài)、泵送系統(tǒng)在特定檔位時(shí)，臂架的豎直方向一階固有頻率與混凝土泵送頻率恰好一樣或者接近，發(fā)生共振，導(dǎo)致臂架劇烈振動(dòng)，不但影響臂架末端的就位精度，更會(huì)導(dǎo)致臂架的使用壽命大幅降低。

相關(guān)專(zhuān)利中也公開(kāi)了一些提高工程機(jī)械穩(wěn)定性的控制方法，例如通過(guò)獲取臂架的固有頻率、控制激勵(lì)頻率和臂架頻率的差值，來(lái)避免共振，以提高工程機(jī)械的穩(wěn)定性。雖然上述方法從理論上能夠有效地避免共振，但是由于臂架隨著姿態(tài)的變化其豎直方向的固有頻率一直在變化，臂架的固有頻率難以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲取，固有頻率檢測(cè)不夠準(zhǔn)確導(dǎo)致減振效果也相對(duì)較差，難以達(dá)到其預(yù)期的效果。

2021年6月24日，《臂架振動(dòng)控制方法、控制裝置、控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械》獲得第二十二屆中國(guó)專(zhuān)利金獎(jiǎng)。 2100433B

一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置及其控制方法專(zhuān)利目的

為了解決專(zhuān)利背景中有關(guān)技術(shù)的數(shù)字量輸入點(diǎn)可靠性不高的技術(shù)問(wèn)題，《一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置及其控制方法》實(shí)施例提出了一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置，其包括可編程邏輯控制器PLC數(shù)字量輸入處理模塊和至少一路數(shù)字量輸入控制電路。

一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置及其控制方法技術(shù)方案

《一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置及其控制方法》包括可編程邏輯控制器PLC數(shù)字量輸入處理模塊和至少一路數(shù)字量輸入控制電路，所述PLC數(shù)字量輸入處理模塊與所述數(shù)字量輸入控制電路相連接，其中所述數(shù)字量輸入控制電路包括第一數(shù)字量輸入電路和第二數(shù)字量輸入電路，所述第一數(shù)字量輸入電路和第二數(shù)字量輸入電路接收同一個(gè)輸入端口輸入的數(shù)字量，并對(duì)所述數(shù)字量進(jìn)行控制輸出；所述PLC數(shù)字量輸入處理模塊包括至少一個(gè)輸入故障檢測(cè)模塊，用于接收所述第一數(shù)字量輸入電路和第二數(shù)字量輸入電路控制輸出的數(shù)字量信號(hào)，并檢測(cè)所述數(shù)字量輸入控制電路是否出現(xiàn)故障，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果為是時(shí)，設(shè)置故障狀態(tài)告警信息。

其中，所述輸入故障檢測(cè)模塊包括：第一邊沿檢測(cè)單元，與所述第一數(shù)字量輸入電路的輸出端連接，用于接收所述第一數(shù)字量輸入電路控制輸出的數(shù)字量信號(hào)，并檢測(cè)所述第一數(shù)字量輸入電路的輸出電壓狀態(tài)信息；第二邊沿檢測(cè)單元，與所述第二數(shù)字量輸入電路的輸出端連接，用于接收所述第二數(shù)字量輸入電路控制輸出的數(shù)字量信號(hào)，并檢測(cè)所述第二數(shù)字量輸入電路的輸出電壓狀態(tài)信息；故障判斷單元，用于分析所述第一邊沿檢測(cè)單元和第二邊沿檢測(cè)單元檢測(cè)的輸出電壓狀態(tài)信息，當(dāng)輸出電壓狀態(tài)信息一致時(shí)，則判斷出所述數(shù)字量輸入控制電路沒(méi)有出現(xiàn)故障；當(dāng)輸出電壓狀態(tài)信息不一致時(shí)，則判斷出所述數(shù)字量輸入控制電路出現(xiàn)故障；故障狀態(tài)告警單元，用于當(dāng)所述故障判斷單元判斷出所述數(shù)字量輸入控制電路出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)置所述數(shù)字量輸入控制電路的故障狀態(tài)告警信息；其中，所述輸入故障檢測(cè)模塊還包括：第一數(shù)字濾波單元，用于對(duì)所述第一邊沿檢測(cè)單元檢測(cè)的輸出電壓狀態(tài)信息進(jìn)行濾波后輸入所述故障判斷單元；第二數(shù)字濾波單元，用于對(duì)所述第二邊沿檢測(cè)單元檢測(cè)的輸出電壓狀態(tài)信息進(jìn)行濾波后輸入所述故障判斷單元。

其中，所述故障狀態(tài)告警單元具體用于，當(dāng)所述故障判斷單元分析出只有一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為上升沿狀態(tài)或下降沿狀態(tài)時(shí)，設(shè)置所述數(shù)字量輸入控制電路的故障狀態(tài)告警信息。

其中，所述PLC數(shù)字量輸入處理模塊還包括表決輸出單元，用于當(dāng)所述故障判斷單元判斷出所述數(shù)字量輸入控制電路沒(méi)有出現(xiàn)故障時(shí)，表決輸出所述第一數(shù)字量輸入電路輸入的數(shù)字量信號(hào)，或表決輸出所述第二數(shù)字量輸入電路輸入的數(shù)字量信號(hào)；當(dāng)所述故障判斷單元分析出一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為上升沿狀態(tài)，另一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為持續(xù)低電平狀態(tài)時(shí)，表決輸出所述上升沿狀態(tài)對(duì)應(yīng)的輸入電路輸入的數(shù)字量信號(hào)；當(dāng)所述故障判斷單元分析出一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為下降沿狀態(tài)，另一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為持續(xù)低電平狀態(tài)時(shí)，表決輸出所述下降沿狀態(tài)對(duì)應(yīng)的輸入電路輸入的數(shù)字量信號(hào)；當(dāng)所述故障判斷單元分析出一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為上升沿狀態(tài)或下降沿狀態(tài)，另一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為持續(xù)高電平狀態(tài)時(shí)，表決輸出所述持續(xù)高電平狀態(tài)對(duì)應(yīng)的輸入電路輸入的數(shù)字量信號(hào)。

其中，所述PLC數(shù)字量輸入處理模塊還包括狀態(tài)記錄存儲(chǔ)器，用于記錄所述數(shù)字量輸入控制電路的故障狀態(tài)信息，和/或所述表決輸出單元的表決輸出信息。

其中，所述PLC數(shù)字量輸入控制裝置還包括通信模塊，用于根據(jù)所述表決輸出單元表決輸出的數(shù)字量信號(hào)，與外部PLC主控制器進(jìn)行通信連接。

相應(yīng)地，《一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置及其控制方法》實(shí)施例公開(kāi)了一種PLC控制系統(tǒng)，包括可編程邏輯控制器PLC主控制器以及PLC數(shù)字量輸入控制裝置，所述PLC數(shù)字量輸入控制裝置為上述的PLC數(shù)字量輸入控制裝置，所述PLC數(shù)字量輸入控制裝置對(duì)接收的數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行控制，并輸入所述PLC主控制器。

相應(yīng)地，《一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置及其控制方法》實(shí)施例公開(kāi)了一種PLC數(shù)字量輸入控制方法，包括：第一數(shù)字量輸入電路和第二數(shù)字量輸入電路接收同一個(gè)可編程邏輯控制器PLC數(shù)字量輸入端口輸入的數(shù)字量，并對(duì)所述數(shù)字量進(jìn)行控制輸出；至少一個(gè)輸入故障檢測(cè)模塊接收所述第一數(shù)字量輸入電路和第二數(shù)字量輸入電路控制輸出的數(shù)字量信號(hào)，并檢測(cè)數(shù)字量輸入控制電路是否出現(xiàn)故障，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果為是時(shí)，設(shè)置故障狀態(tài)告警信息，具體包括：第一邊沿檢測(cè)單元接收所述第一數(shù)字量輸入電路控制輸出的數(shù)字量信號(hào)，并檢測(cè)所述第一數(shù)字量輸入電路的輸出電壓狀態(tài)信息；第二邊沿檢測(cè)單元接收所述第二數(shù)字量輸入電路控制輸出的數(shù)字量信號(hào)，并檢測(cè)所述第二數(shù)字量輸入電路的輸出電壓狀態(tài)信息；分析所述第一邊沿檢測(cè)單元和第二邊沿檢測(cè)單元檢測(cè)的輸出電壓狀態(tài)信息，當(dāng)輸出電壓狀態(tài)信息一致時(shí)，則判斷出數(shù)字量輸入控制電路沒(méi)有出現(xiàn)故障；當(dāng)輸出電壓狀態(tài)信息不一致時(shí)，則判斷出數(shù)字量輸入控制電路出現(xiàn)故障；當(dāng)判斷出數(shù)字量輸入控制電路出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)置數(shù)字量輸入控制電路的故障狀態(tài)告警信息。

其中，所述分析所述第一邊沿檢測(cè)單元和第二邊沿檢測(cè)單元檢測(cè)的輸出電壓狀態(tài)信息的步驟包括：對(duì)所述第一邊沿檢測(cè)單元檢測(cè)的輸出電壓狀態(tài)信息進(jìn)行濾波處理；對(duì)所述第二邊沿檢測(cè)單元檢測(cè)的輸出電壓狀態(tài)信息進(jìn)行濾波處理；分析濾波處理后的所述第一邊沿檢測(cè)單元和第二邊沿檢測(cè)單元檢測(cè)的輸出電壓狀態(tài)信息。

其中，所述當(dāng)判斷出數(shù)字量輸入控制電路出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)置數(shù)字量輸入控制電路的故障狀態(tài)告警信息的步驟具體為：當(dāng)分析出只有一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為上升沿狀態(tài)或下降沿狀態(tài)時(shí)，設(shè)置數(shù)字量輸入控制電路的故障狀態(tài)告警信息。

其中，《一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置及其控制方法》的PLC數(shù)字量輸入控制方法還包括：當(dāng)判斷出數(shù)字量輸入控制電路沒(méi)有出現(xiàn)故障時(shí)，表決輸出所述第一數(shù)字量輸入電路輸入的數(shù)字量信號(hào)，或表決輸出所述第二數(shù)字量輸入電路輸入的數(shù)字量信號(hào)；當(dāng)分析出一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為上升沿狀態(tài)，另一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為持續(xù)低電平狀態(tài)時(shí)，表決輸出所述上升沿狀態(tài)對(duì)應(yīng)的輸入電路輸入的數(shù)字量信號(hào)；當(dāng)分析出一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為下降沿狀態(tài)，另一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為持續(xù)低電平狀態(tài)時(shí)，表決輸出所述下降沿狀態(tài)對(duì)應(yīng)的輸入電路輸入的數(shù)字量信號(hào)；當(dāng)分析出一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為上升沿狀態(tài)或下降沿狀態(tài)，另一個(gè)輸出電壓狀態(tài)為持續(xù)高電平狀態(tài)時(shí)，表決輸出所述持續(xù)高電平狀態(tài)對(duì)應(yīng)的輸入電路輸入的數(shù)字量信號(hào)。

其中，《一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置及其控制方法》的PLC數(shù)字量輸入控制方法還包括：實(shí)時(shí)記錄數(shù)字量輸入控制電路的故障狀態(tài)信息，和/或表決輸出信息。

一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置及其控制方法有益效果

《一種PLC數(shù)字量輸入控制裝置及其控制方法》通過(guò)第一數(shù)字量輸入電路和第二數(shù)字量輸入電路接收同一個(gè)PLC數(shù)字量輸入端口輸入的數(shù)字量，當(dāng)其中一路輸入電路發(fā)生故障失效時(shí)，還有另外一路輸入電路保證數(shù)字量的正常輸入，可有效解決2010年11月前有關(guān)技術(shù)中數(shù)字量輸入的可靠性問(wèn)題，有效降低了有關(guān)技術(shù)中由于光耦失效直接給用戶造成的損失；PLC數(shù)字量輸入控制裝置可以檢測(cè)數(shù)字量輸入控制電路是否出現(xiàn)故障，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果為是時(shí)，設(shè)置故障狀態(tài)告警信息，并向PLC主控制器表決輸出有效的數(shù)字量信號(hào)，用戶可以便捷地了解數(shù)字量輸入的情況，保證了在數(shù)字量輸入電路發(fā)生徹底故障前用戶可以進(jìn)行主動(dòng)的修復(fù)從而避免損失，使用戶能夠更加高效地進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)，避免了不可控的自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)的異常，大大提高了PLC數(shù)字量輸入的可靠性。

焦?fàn)t集氣管放散控制裝置及控制方法專(zhuān)利目的

《焦?fàn)t集氣管放散控制裝置及控制方法》的目的是提供一種以PLC控制柜為核心的焦?fàn)t集氣管放散控制裝置及控制方法，通過(guò)對(duì)集氣管壓力的連續(xù)監(jiān)控控制集氣管放散閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，保持壓力在一段可靠范圍內(nèi)的波動(dòng)，同時(shí)控制配套的點(diǎn)火裝置、蒸汽攏火消煙閥門(mén)、蒸汽滅火閥門(mén)的順序動(dòng)作，以達(dá)到最優(yōu)方案，反應(yīng)迅速，安全可靠，燃燒效果好，保護(hù)環(huán)境。

焦?fàn)t集氣管放散控制裝置及控制方法技術(shù)方案

《焦?fàn)t集氣管放散控制裝置及控制方法》通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

焦?fàn)t集氣管放散控制裝置，該裝置由燃燒器、放散管、點(diǎn)火器柜、控制柜、放散閥、放散閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)、攏火閥、滅火閥、壓力變送器組成，燃燒器位于放散管上部，點(diǎn)火器柜與燃燒器上的點(diǎn)火槍通過(guò)電纜相連接，攏火閥連接燃燒器攏火管，滅火閥連接燃燒器滅火管；放散閥位于放散管與集氣管的連接處，與放散閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，在放散管入口處的集氣管上設(shè)有壓力變送器；點(diǎn)火器柜、滅火閥、攏火閥、放散閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)、壓力變送器通過(guò)連接電纜與控制柜相連接。

見(jiàn)圖1，燃燒器，它包括點(diǎn)火槍、防風(fēng)罩、筒體、穩(wěn)燃裝置、攏火管、滅火管，筒體位于放散管的出口處，通過(guò)大法蘭與放散管相連接，穩(wěn)燃裝置位于筒體上部，為半封閉結(jié)構(gòu)；攏火管和滅火管是由蒸汽總管分出的兩個(gè)支管，支管一從筒體下部進(jìn)入筒體內(nèi)部，分為幾個(gè)均勻布置的支管至筒體上部，為滅火管；支管二進(jìn)入筒體出口處的環(huán)管，由環(huán)管分出若干支小蒸汽噴嘴位于燃?xì)獬隹诘耐鈬?，為攏火管；防風(fēng)罩位于燃燒器外部，為四周封閉結(jié)構(gòu)，在防風(fēng)罩上設(shè)有兩個(gè)點(diǎn)火槍安裝管，點(diǎn)火槍安裝管內(nèi)安裝有點(diǎn)火槍?zhuān)瑢?duì)稱(chēng)安裝在防風(fēng)罩上。

在防風(fēng)罩上還設(shè)有火焰檢測(cè)桿安裝管，火焰檢測(cè)桿采用熱偶測(cè)溫方式。在燃燒器上還設(shè)有測(cè)溫探桿，與控制柜相連接。

焦?fàn)t集氣管放散控制方法，該方法以PLC控制柜為核心，通過(guò)對(duì)集氣管壓力的連續(xù)監(jiān)控控制集氣管放散閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，保持壓力在一段可靠的范圍內(nèi)的波動(dòng)，同時(shí)控制配套的點(diǎn)火裝置、蒸汽攏火消煙閥門(mén)、蒸汽滅火閥門(mén)的順序動(dòng)作，使點(diǎn)火器、放散執(zhí)行機(jī)構(gòu)、攏火閥、滅火閥按照一定邏輯執(zhí)行相應(yīng)的配合動(dòng)作，建立一套設(shè)計(jì)有效的壓力與放散控制的數(shù)學(xué)模型，以達(dá)到最優(yōu)方案，使荒煤氣在火炬頭燃燒器處被點(diǎn)燃，將放散氣體進(jìn)行無(wú)煙燃燒；所述的PLC控制柜分別與點(diǎn)火器柜、滅火閥、攏火閥、放散閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)、壓力變送器相連接。

所述的數(shù)學(xué)模型為：壓力上限、壓力上上限、壓力下限參數(shù)可以任意設(shè)定，設(shè)壓力上上限值、壓力上限值、壓力下限值、適時(shí)壓力值分別為P3、P2、P1、P，（以下敘述中的時(shí)間參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況更改）：

（1）當(dāng)P＞P3持續(xù)5秒，自動(dòng)點(diǎn)火放散程序啟動(dòng)，打開(kāi)放散閥，同時(shí)點(diǎn)火器柜開(kāi)始工作（一般為30秒），放散閥在打開(kāi)過(guò)程中會(huì)自動(dòng)停止5秒鐘，使燃燒器上的火焰穩(wěn)定，當(dāng)火焰檢測(cè)桿檢測(cè)到火焰10秒后打開(kāi)攏火閥；如果火焰檢測(cè)桿未檢測(cè)到火焰，系統(tǒng)會(huì)在程序啟動(dòng)后60秒重新打開(kāi)點(diǎn)火器柜并關(guān)閉放散閥至點(diǎn)火位停留2秒，然后打開(kāi)放散閥至全開(kāi)后，如果仍未檢測(cè)到火焰，系統(tǒng)將繼續(xù)重復(fù)上步操作；下一步不管檢測(cè)到火焰與否，程序?qū)⒋蜷_(kāi)攏火閥，發(fā)出間隔3秒的報(bào)警聲（如本系統(tǒng)無(wú)火焰檢測(cè)裝置，系統(tǒng)將不重復(fù)點(diǎn)火）。

（2）當(dāng)P＜P1持續(xù)5秒，熄火放散程序啟動(dòng)，首先迅速打開(kāi)滅火閥，同時(shí)關(guān)閉攏火閥，延時(shí)3秒后開(kāi)始關(guān)閉放散閥，放散閥全關(guān)60秒后關(guān)閉滅火閥，放散過(guò)程結(jié)束。

焦?fàn)t集氣管放散控制裝置及控制方法改善效果

通過(guò)增加空氣的混合和蒸汽消煙的方式在燃燒完全、降低污染上有了飛躍性的改進(jìn)；通過(guò)防風(fēng)罩、蒸汽攏火和穩(wěn)燃環(huán)設(shè)計(jì)在燃燒穩(wěn)定和對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)性上有了改進(jìn)；通過(guò)蒸汽滅火管設(shè)計(jì)在熄火的可靠性上有了保證；通過(guò)高性能的點(diǎn)火裝置在點(diǎn)火可靠率上達(dá)到了100％；通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用在控制準(zhǔn)確及時(shí)性上達(dá)到了智能化全自動(dòng)控制；通過(guò)程序控制在降低勞動(dòng)強(qiáng)度和減少勞動(dòng)力上基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)人職守的操作模式；通過(guò)防波動(dòng)放散曲線設(shè)計(jì)在焦?fàn)t事故狀態(tài)控制準(zhǔn)確率上達(dá)到了98％以上。

焦?fàn)t集氣管荒煤氣放散控制裝置的新穎性和創(chuàng)造性體現(xiàn)在：

1）燃燒器理論應(yīng)用于焦?fàn)t集氣管荒煤氣放散控制裝置，其可靠的點(diǎn)火、充分燃燒、防風(fēng)、降低輻射、穩(wěn)燃、防脫火、可靠滅火的特點(diǎn)為環(huán)保效果和安全生產(chǎn)提供了保證。

2）防波動(dòng)放散曲線設(shè)計(jì)應(yīng)用于焦?fàn)t集氣管荒煤氣放散控制裝置，其曲線主要的三個(gè)設(shè)定值可以根據(jù)用戶的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)修改，其曲線模型設(shè)計(jì)可以將一些假相的工作異常狀態(tài)和故障狀態(tài)屏蔽，可靠率達(dá)到98％，根據(jù)集氣管有效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放散，改變了以往的工藝操作模式。

3）完全自動(dòng)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于焦?fàn)t集氣管荒煤氣放散控制裝置，直接降低了荒煤氣對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)減少了勞動(dòng)力、降低了勞動(dòng)成本，消除了安全生產(chǎn)隱患。

4）推廣前景：適用于新建焦?fàn)t和舊式焦?fàn)t的改造，在中國(guó)共產(chǎn)黨第十七次全國(guó)代表大會(huì)提出節(jié)能環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展的方針指導(dǎo)下、世界各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的倡導(dǎo)下，焦?fàn)t集氣管荒煤氣放散控制裝置具有廣闊的的推廣前景。