如何主动控制升降车超长柔性臂架回转振动？ 升降车出租，江门升降车出租，江门升降车出租公司，升降车作为连续、作业高效、广泛用于工程建设。尤其大型建设中，大于60m的超长臂架升降车因施工范围广，为高质量工程提供重要保障。目前，世界最长升降车臂架已达到101m。而臂架的增长致臂架柔性急剧增大，在回转制动惯性力、混凝土换向冲击力的复杂冲击作用下极易引起较大回转方向振动，会严重影响臂架的定位精度、疲劳寿命及施工安全，因而制约超长臂架升降车的推广及应用。传统振动被动控制由于重量增加、低频效果差等限制在超长臂架的应用，而主动控制因减振效果好、功耗低、适应性强等成为抑制超长臂架振动的有效手段。利用压电作动器与关节力矩控制结合方法实现对柔性机械臂回转振动的主动控制。采用极点配置法对泵送条件下臂架垂向振动进行试验研究。4利用神经网络及模糊PD对大柔性机械臂末端进行控制研究。利用自适应控制方法驱动滚珠丝杠机构控制柔性机械臂的非线性振动，取得良好效果。采用结合PID控制研究单连杆柔性机械臂的鲁棒控制。7则提出遗传算法与模糊控制相结合的双连杆柔性臂控制方法。采用预测控制结合I/O反馈线性化的控制策略，消除柔性机械臂弹性振动。针对升降车系统中由旋臂旋转产生的二维荷载摆角问题提出只基于旋臂旋转的控制方式同时实现旋臂位置控制及载荷消摆控制。因此，在柔性臂架振动主动控制方面对垂向振动研究较多，对回转振动研究较少。本文以超长臂架升降车为研究对象，建立臂架系统回转动力学模型，分析动态特性，采用模态滤波技术及最优极点配置算法进行主动控制策略设计。通过控制系统及液压作动系统方案设计与实物搭建，实现柔性臂架回转振动主动控制方法的试验验证。升降车臂架回转机构主要由回转液压马达、回转减速机、回转台、臂架等组成。回转液压马达的转动通过回转减速机驱动回转台转动，实现与回转台联接的臂架回转运动。在臂架回转系统动力学建模及特性分析中，考虑控制器计算成本及控制自身的复杂程度，据每段臂节结构特点，将其离散成若干梁单元简化处理。通过有限单元法进行装配，获得臂架回转系统动力学模型总体质量矩阵、刚度矩阵K及阻尼矩阵，进而据动力学理论获取系统动态特性参数。臂架第一阶振型表现为一阶弯曲，模态频率0．22Hz，模态阻尼比0．031。第二阶振型表现为二阶弯曲，模态频率0．66Hz，模态阻尼比0．26。由图3可知，未控系统第一、二阶模态对应极点分别为λ1，2、λ3，4，其中λ1，2=－0．043±1．38j，λ3，4=－1．08±4．01j。未控臂架系统第一阶模态对应阻尼比0．031，由于该阻尼比过小，实际中由回转制动惯性力、混凝土换向冲击力的复杂冲击作用导致臂架回转方向振动会持时较长，较难快速衰减。考虑工程中臂节回转振动主要以一阶振动为主，较难激发二阶以上的模态振动，因此控制系统以增大臂架一阶回转振动阻尼为目标，暂不对其它高阶模态施加控制。控制策略设计基于独立模态空间控制原理设计的控制策略框图见，其中为臂架末端回转方向加速度响应;系统第i阶模态位移、速度、加速度;Φi，φi为第i阶模态滤波器向量及振型向量;gi，hi为模态控制力增益;Ti为由模态控制力fi到实际控制力Fi的变换矩阵。据模态理论，臂架振动响应x可由前几阶主模态近似表示。http://www.panyushengjiangchechuzu.com/

     升降车出租，江门升降车出租，江门升降车出租公司，1)独立模态空间控制法可在不影响其它未控模态条件下实现对所需控制模态的独立控制，但需同时获知模态位移及速度。由于臂架回转振动伴随大范围空间运动出现，难以获取回转振动位移或速度信号，一般获取回转振动加速度信号。因此，通过引入模态滤波器实现从物理加速度转换获得模态加速度，进而通过引入状态观测器实现从模态加速度到模态速度、位移的转换。(2)式中:ωi为系统第i阶固有频率。对控制的第i阶回转模态，其模态控制力  (3)模态控制力增益系数gi及hi通常由极点配置法确定，若要求第i阶模态极点配置在λi=αi±βij处，则可由闭环特征方程求得。由振动控制理论，系统阻尼值增加主要通过极点λi在复平面内移动实现，极点距离虚轴越远极点与原点连线矢量与副实轴夹角越小，即系统阻尼越大。为在不改变系统固有频率前提下尽量增大系统阻尼，平移极点最有效，此时极点虚部保持恒值。据实际情况，本文将受控系统的第一阶模态对应极点λ1、λ2分别配置到，此时受控系统阻尼比由0．031到0．25，增大近7倍。对独立模态空间控制算法而言，振动系统各阶模态均相互独立，故获得实际控制力(5)2．2控制系统实现考虑控制的实时性与可靠性，系统用嵌入式控制器实现。CＲIO9014控制器通过模块监测包括泵送开关、减振开关、泵送排量等升降车状态信号;通过NI9233加速度模块实时采集臂架末端横向加速度信号，分析臂架回转振动烈度，并据控制策略计算主动控制变量;通过NI9205应变模块监测臂架结构关键点动应力信号;经NI9401数字模块输出PWM形式控制信号到功率放大器驱动液压作动器给受控对象施加主动控制力。液压作动器由伺服电磁阀、回转液压马达、回转减速机等组成。伺服电磁阀通过调整阀芯位置控制液压油流向、流速，从而控制回转液压马达的正反转及转速。回转液压马达往复转动通过回转减速机驱动回转台往复转动，实现主动控制作用输出。图6系统控制硬件结构图Fig．试验验证与分析为验证振动主动控制方案的有效性，选中联重科ZLZK－80ＲZ超长臂架升降车，实施臂架回转振动主动控制试验，选升降车回转机构作为臂架回转振动主动控制作动器，控制器CＲIO9014安装于升降车侧面电控柜内，控制循环为50ms，在第5臂架末端侧面相互垂直安装2个加速度传感器测量臂架末端振动，传感器型号PCB393B04，灵敏度1000mV/g。在第3臂侧面沿轴线方向粘贴电阻120Ω的应变片测量臂架应力变化。考虑极端工况，此时约75m的超长臂架接近水平姿态，且以泵水模拟实际施工中泵送混凝土介质。升降车试验参数为泵送排量70%、发动机转速1750r/min，混凝土输送缸的泵送频率达0．28Hz，较接近一阶回转模态频率。此时臂架横向柔度最大，模拟实际施工中出现的臂架断续回转运动时回转制动惯性力及泵送换向冲击力的复杂冲击作用导致明显回转振动，振动控制难度亦最大。试验分不施加控制、施加控制进行减振效果对比，其中不施加控制即采用斜坡延时技术，而施加控制即采用本文的振动主动控制技术。初始条件均以最大回转速度操作臂架回转，达稳态速度时突然停止回转操作，实时采集安装于臂架末端的拉线传感器信号及臂架结构某关键点的应变片信号，用于对减振效果评价。对比未控、受控的臂架末端回转位移时间历程曲线可知，施加振动主动控制后的臂架回转振动得到有效抑制，系统阻尼比由0．031提高到0．287，增幅约920%;衰减时间(本文定义为从振动开始到振幅衰减至125mm以内所用时间)由48s缩短至13s，减幅73%;对比未控、受控臂架关键点应力时间历程可知，施加振动主动控制后臂架关键点应力幅值明显衰减，衰减率约33%。结论(1)针对目前超长臂架升降车应用中存在的回转振动过大等瓶颈问题，结合臂架结构特点基于有限单元法建立臂架回转动力学模型，分析臂架回转系统动态特性，采用模态滤波技术及最优极点配置算法进行主动控制策略设计与理论分析，并搭建主动控制试验软硬件系统，成功应用于ZLZK－80ＲZ超长臂架升降车的振动主动控制试验。(2)采用主动控制策略后，臂架系统阻尼比由0．031提高到0．287，增幅约920%;臂架末端回转振动位移幅值衰减时间由48s缩短至13s，减幅73%;臂架关键点应力幅值衰减率约33%。

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