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臂架振动控制方法、控制装置、控制系统以及工程机械权利要求

2022/07/15102 作者:佚名
导读:1、一种臂架振动控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:步骤S10:获取所述臂架的预设区域在第一时间段内的动应力特征;步骤S20:将所述动应力特征与预设数值对比,得到比较结果;步骤S30:根据所述比较结果,控制激励载荷;所述动应力特征包括平均应力和应力幅,所述步骤S10包括:获取所述预设区域在所述第一时间段内的动应力在时域上的动应力曲线;根据所述动应力曲线计算平均应力和应力幅,其中,所述平均应力为

1、一种臂架振动控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:步骤S10:获取所述臂架的预设区域在第一时间段内的动应力特征;步骤S20:将所述动应力特征与预设数值对比,得到比较结果;步骤S30:根据所述比较结果,控制激励载荷;所述动应力特征包括平均应力和应力幅,所述步骤S10包括:获取所述预设区域在所述第一时间段内的动应力在时域上的动应力曲线;根据所述动应力曲线计算平均应力和应力幅,其中,所述平均应力为所述动应力曲线在所述第一时间段内的平均值,所述应力幅为所述动应力曲线在所述第一时间段内的最大值与最小值的差值。

2、根据权利要求1所述的臂架振动控制方法,其特征在于,所述步骤S20包括:所述预设数值为第一许可应力和第一许可应力幅,在所述平均应力超过所述第一许可应力且所述应力幅超过所述第一许可应力幅的情况下,得到第一比较结果;所述步骤S30包括:根据所述第一比较结果,降低或者升高所述激励载荷的频率;或者根据所述第一比较结果,获取所述激励载荷的当前频率f,并控制所述激励载荷执行升频控制和降频控制,其中,所述升频控制的频率为f △f,所述降频控制的频率为f-△f,并以执行升频控制的升频时间段和执行所述降频控制的降频时间段的总时长为周期循环,△f为控制变量。

3、根据权利要求1所述的臂架振动控制方法,其特征在于,所述步骤S20包括:所述预设数值为第二许可应力幅,将所述平均应力和所述应力幅转化为平均应力为0的对称拉压下的等效应力幅,在所述等效应力幅超过所述第二许可应力幅的情况下,得到第二比较结果;所述步骤S30包括:根据所述第二比较结果,降低或者升高所述激励载荷的频率;或者根据所述第二比较结果,获取所述激励载荷的当前频率f,并控制所述激励载荷执行升频控制和降频控制,其中,所述升频控制的频率为f △f,所述降频控制的频率为f-△f,并以执行升频控制的升频时间段和执行所述降频控制的降频时间段的总时长为周期循环,△f为控制变量。

4、根据权利要求1所述的臂架振动控制方法,其特征在于,所述步骤S30包括:根据所述比较结果,将第二时间段内的所述平均应力和应力幅与所述预设数值对比,并统计所述第一时间段和/或第二时间段内所述平均应力和应力幅超过所述预设数值的次数和大小,得到统计结果;其中,所述第二时间段为所述第一时间段之后的时间段;根据所述统计结果,控制所述激励载荷。

5、根据权利要求4所述的臂架振动控制方法,其特征在于,所述步骤S20包括:所述预设数值为第一许可应力和第一许可应力幅,在所述平均应力超过所述第一许可应力且所述应力幅超过所述第一许可应力幅的情况下,得到第一比较结果;所述步骤S30包括:根据所述第一比较结果,统计所述第一时间段和/或所述第二时间段内所述平均应力超过所述第一许可应力且所述应力幅超过所述第一许可应力幅的次数,以及所述应力幅超过所述第一许可应力幅的大小,得到第一统计结果;根据所述第一统计结果,控制所述激励载荷的频率。

6、根据权利要求5所述的臂架振动控制方法,其特征在于,所述根据所述第一统计结果,控制所述激励载荷的频率包括:根据所述第一统计结果,降低或者升高所述激励载荷的频率;或者根据所述第一统计结果,获取所述激励载荷的当前频率f,并控制所述激励载荷执行升频控制和降频控制,其中,所述升频控制的频率为f △f,所述降频控制的频率为f-△f,并以执行升频控制的升频时间段和执行所述降频控制的降频时间段的总时长为周期循环,△f为控制变量。

7、根据权利要求4所述的臂架振动控制方法,其特征在于,所述步骤S20包括:所述预设数值为第二许可应力幅,将所述平均应力和所述应力幅转化为平均应力为0的对称拉压下的等效应力幅,在所述等效应力幅超过所述第二许可应力幅的情况下,得到第二比较结果;所述步骤S30包括:根据所述第二比较结果,统计第一时间段和/或第二时间段内的所述等效应力幅超过所述许可应力幅的次数和超过许可应力幅的大小,得到第二统计结果,并根据所述第二统计结果,控制所述激励载荷的频率。

8、根据权利要求7所述的臂架振动控制方法,其特征在于,根据所述第二统计结果,控制所述激励载荷的频率包括:根据所述第二统计结果,降低或者升高所述激励载荷的频率,或者根据所述第二统计结果,获取所述激励载荷的当前频率f,并控制所述激励载荷执行升频控制和降频控制,其中,所述升频控制的频率为f △f,所述降频控制的频率为f-△f,并以执行升频控制的升频时间段和执行所述降频控制的降频时间段的总时长为周期循环,△f为控制变量。

9、根据权利要求3或7所述的臂架振动控制方法,其特征在于,所述第二许可应力幅按照以下方法计算:设置疲劳实验试件,其中,所述疲劳实验试件的材料对应所述臂架预设区域的材料;对所述疲劳实验试件进行平均应力为0的对称拉压疲劳实验;获取90%存活率下的疲劳极限的应力幅;计算所述第二许可应力幅,所述第二许可应力幅为所述90%存活率下的疲劳极限的应力幅除以安全系数。

10、一种臂架振动控制装置,其特征在于,所述控制装置包括:采集单元,用于获取所述臂架的预设区域在第一时间段内的动应力特征;比较单元,用于将所述动应力特征与预设数值对比,得到比较结果;控制单元,用于根据所述比较结果,控制激励载荷;所述动应力特征包括平均应力和应力幅,所述采集单元包括:第二采集模块,用于获取所述预设区域在所述第一时间段内的动应力在时域上的动应力曲线;第二计算模块,根据所述动应力曲线计算平均应力和应力幅,其中,所述平均应力为所述动应力曲线在所述第一时间段内的平均值,所述应力幅为所述动应力曲线在所述第一时间段内的最大值与最小值的差值。

11、根据权利要求10所述的臂架振动控制装置,其特征在于,所述比较单元包括:第一存储模块,用于存储所述预设数值,其中,所述预设数值为第一许可应力和第一许可应力幅;第一比较模块,用于在所述平均应力超过第一许可应力且所述应力幅超过第一许可应力幅的情况下,得到第一比较结果;所述控制单元包括第一控制模块:用于根据所述第一比较结果,降低或者升高所述激励载荷的频率;或者根据所述第一比较结果,获取所述激励载荷的当前频率f,并控制所述激励载荷执行升频控制和降频控制,其中,所述升频控制的频率为f △f,所述降频控制的频率为f-△f,并以执行升频控制的升频时间段和执行所述降频控制的降频时间段的总时长为周期循环,△f为控制变量。

12、根据权利要求10所述的臂架振动控制装置,其特征在于,所述比较单元包括:第二存储模块,用于存储所述预设数值,其中,所述预设数值为第二许可应力幅;等效应力幅计算模块,用于将所述平均应力和所述应力幅转化为平均应力为0的对称拉压下的等效应力幅;第二比较模块,用于在所述等效应力幅超过所述第二许可应力幅的情况下,得到第二比较结果;所述控制单元包括第二控制模块:用于根据所述第二比较结果,降低或者升高所述激励载荷的频率;或者根据所述第二比较结果,获取所述激励载荷的当前频率f,并控制所述激励载荷执行升频控制和降频控制,其中,所述升频控制的频率为f △f,所述降频控制的频率为f-△f,并以执行升频控制的升频时间段和执行所述降频控制的降频时间段的总时长为周期循环,△f为控制变量。

13、根据权利要求10所述的臂架振动控制装置,其特征在于,所述控制单元包括:统计模块:用于根据所述比较结果,将第二时间段内的所述平均应力和应力幅与所述预设数值对比,并统计所述第一时间段和/或第二时间段内所述平均应力和应力幅超过所述预设数值的次数和大小,得到统计结果;其中,所述第二时间段为所述第一时间段之后的时间段;第三控制模块,用于根据所述统计结果,控制所述激励载荷。

14、根据权利要求13所述的臂架振动控制装置,其特征在于,所述比较单元包括:第一存储模块,用于存储所述预设数值,其中,所述预设数值为第一许可应力和第一许可应力幅;第一比较模块,用于在所述平均应力超过第一许可应力且所述应力幅超过第一许可应力幅的情况下,得到第一比较结果;所述控制单元的统计模块包括第一统计模块,用于根据所述第一比较结果,统计所述第一时间段和/或所述第二时间段内所述平均应力超过所述第一许可应力且所述应力幅超过所述第一许可应力幅的次数,以及所述应力幅超过所述第一许可应力幅的大小,得到第一统计结果;所述控制单元的第三控制模块包括第一频率控制模块,用于根据所述第一统计结果,控制所述激励载荷的频率。

15、根据权利要求14所述的臂架振动控制装置,其特征在于,所述第一频率控制模块包括第一频率控制子模块,用于根据所述第一统计结果,降低或者升高所述激励载荷的频率;或者用于根据所述第一统计结果,获取所述激励载荷的当前频率f,并控制所述激励载荷执行升频控制和降频控制,其中,所述升频控制的频率为f △f,所述降频控制的频率为f-△f,并以执行升频控制的升频时间段和执行所述降频控制的降频时间段的总时长为周期循环,△f为控制变量。

16、根据权利要求13所述的臂架振动控制装置,其特征在于,所述比较单元包括:第二存储模块,用于存储所述预设数值,其中,所述预设数值为第二许可应力幅;等效应力幅计算模块,用于将所述平均应力和所述应力幅转化为平均应力为0的对称拉压下的等效应力幅;第二比较模块,用于在所述等效应力幅超过所述第二许可应力幅的情况下,得到第二比较结果;所述控制单元的统计模块包括第二统计模块,用于根据所述第二比较结果,统计第一时间段和/或第二时间段内的所述等效应力幅超过所述许可应力幅的次数和超过许可应力幅的大小,得到第二统计结果;所述控制单元的第三控制模块包括第二频率控制模块,用于根据所述第二统计结果,控制所述激励载荷的频率。

17、根据权利要求16所述的臂架振动控制装置,其特征在于,所述第二频率控制模块包括第二频率控制子模块,用于根据所述第二统计结果,降低或者升高所述激励载荷的频率;或者用于根据所述第二统计结果,获取所述激励载荷的当前频率f,并控制所述激励载荷执行升频控制和降频控制,其中,所述升频控制的频率为f △f,所述降频控制的频率为f-△f,并以执行升频控制的升频时间段和执行所述降频控制的降频时间段的总时长为周期循环,△f为控制变量。

18、一种臂架振动控制系统,其特征在于,包括:动应力传感器,设置在所述臂架的预设区域,用于检测所述臂架的预设区域的动应力特征;臂架振动控制装置,用于获取所述动应力传感器检测的所述臂架的预设区域在第一时间段内的动应力特征;并将所述动应力特征与预设数值对比,得到比较结果;而且根据所述比较结果,控制激励载荷;其中,所述臂架振动控制装置包括:采集单元,用于获取所述臂架的预设区域在第一时间段内的动应力特征;比较单元,用于将所述动应力特征与预设数值对比,得到比较结果;控制单元,用于根据所述比较结果,控制激励载荷;所述动应力特征包括平均应力和应力幅,所述采集单元包括:第二采集模块,用于获取所述预设区域在所述第一时间段内的动应力在时域上的动应力曲线;第二计算模块,根据所述动应力曲线计算平均应力和应力幅,其中,所述平均应力为所述动应力曲线在所述第一时间段内的平均值,所述应力幅为所述动应力曲线在所述第一时间段内的最大值与最小值的差值。

19、一种工程机械,包括臂架,其特征在于,还包括权利要求18所述的臂架振动控制系统。

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