一种作业机械减速运动控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种作业机械减速运动控制系统和方法，该控制系统包括依次相连的操作机构、减速控制部件、驱动部件和运动部件，减速控制部件包括控制器和功率放大元件，功率放大元件用于对控制器发出的减速控制信号进行放大后，输出给驱动部件；控制器包括采集模块、比较模块和减速控制模块，采集模块用于采集当前运动部件的实时运行数据，实时运行数据为实行行程、实测速度或实测受力；比较模块用于将采集模块采集到的当前运动部件的实时运行数据与预设的运行阈值进行比较，若当前运动部件的实时行程大于行程阈值时，则启动减速控制模块，运行阈值为作业机械允许的最大行程、目标速度或目标受力；减速控制模块用于在启动时发出减速控制信号，给出控制速度，以对作业机械进行降速。本发明专利技术通过对作业机械做减速速运动过程进行控制，从而改善作业机械的运动平顺性，进而提高作业机械的作业质量、作业安全和作业效率。

【技术实现步骤摘要】
一种作业机械减速运动控制系统和方法
本专利技术属于作业机械运动控制领域，尤其公开了一种作业机械减速运动控制系统和方法。
技术介绍
作业机械包括工程机械、农业机械、矿山机械、建筑施工机械、港口机械、工厂加工和运输设备等，用途十分广泛。作业机械是通过整机或部件的运动来完成作业的，其运动部件分为直线运动和旋转运动两类。目前作业机械的运动部件的主要驱动方式包括机械驱动、液压驱动、电气驱动等。三种驱动方式各有优势，其中，机械驱动具有较大的功率输出和力输出，液压驱动和电气驱动方式具有良好的可控性和控制柔性，因此，不同的驱动方式相互融合，取长补短。从功率量级看，整个动力传动系统可以划分为操作机构、控制部分、功率放大部分和运动部分。作业机械的运动部件的运动平顺性是一种重要的作业性能，对作业机械的作业质量、作业安全、作业效率产生影响。作业机械的运动平顺性包括启动过程平顺性、制动过程平顺性和运动过程平顺性。由于驾驶员的操作经验不足、控制元件的输入输出特性、执行元件的变形等干扰因素，导致作业机械做减速速运动时的平顺性不好，进而对作业机械的作业质量、作业安全、作业效率产生影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种作业机械减速运动控制系统和方法，旨在解决现有作业机械做减速速运动时的平顺性不好的技术问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种作业机械减速运动控制系统，包括依次相连的操作机构、减速控制部件、驱动部件和运动部件，减速控制部件包括控制器和功率放大元件，功率放大元件与控制器相连，用于对控制器发出的减速控制信号进行放大后，输出给驱动部件，控制器包括采集模块、比较模块和减速控制模块，其中，采集模块，用于采集当前运动部件的实时运行数据，实时运行数据为实行行程、实测速度或实测受力；比较模块分别与采集模块和减速控制模块相连，用于将采集模块采集到的当前运动部件的实时运行数据与预设的运行阈值进行比较，若当前运动部件的实时行程大于行程阈值时，则启动减速控制模块，运行阈值为作业机械允许的最大行程、目标速度或目标受力；减速控制模块与比较模块相连，用于在启动时发出减速控制信号，给出控制速度，以对作业机械进行降速。进一步地，减速控制模块包括第一减速控制单元，第一减速控制单元，用于采用预设数组的方式对作业机械进行降速；给出的控制速度vi通过以下公式得出，vi＝vi-1-ki×a其中，vi-1为操作机构的当前速度，数组ki＝(k1，k2，k3，k4，…)，a为预设降速加速度。进一步地，减速控制模块，包括第二减速控制单元，第二减速控制单元，用于采用三角函数的方式对作业机械进行降速；给出的输出速度vi通过以下公式得出，其中，vi-1为操作机构的当前速度，k和S0为常数。进一步地，减速控制模块，包括第三减速控制单元，第三减速控制单元，用于采用线性降速方式对作业机械进行降速；给出的输出速度vi通过以下公式得出，vi＝vi-1-a0其中，vi-1为操作机构的当前速度，a0为常数。进一步地，减速控制模块，包括第四减速控制单元，第四减速控制单元，用于采用控制加速度方式对作业机械进行降速；给出的输出速度vi通过以下公式得出，vi＝vi-1-a1其中，vi-1为操作机构的当前速度，a1＝k∑ia’+bk，b为预设的系数；K为常数；i为循环次数；a’为预设的加速度增量。根据本专利技术的另一方面，还提供一种作业机械减速运动控制方法，应用于上述的作业机械运动控制系统中，作业机械减速运动控制方法包括以下步骤：采集当前运动部件的实时运行数据，实时运行数据为实时行程、实测速度或实测受力；将采集到的当前运动部件的实时运行数据与预设的运行阈值进行比较，若当前运动部件的实时行程大于行程阈值时，则启动减速控制模块，运行阈值为允许的最大行程、目标速度或目标受力；在启动时发出减速控制信号，给出控制速度，以对作业机械进行降速。进一步地，在启动时发出减速控制信号，给出控制速度，以对作业机械进行降速的步骤包括：采用预设数组的方式对作业机械进行降速；给出的控制速度vi通过以下公式得出，vi＝vi-1-ki×a其中，vi-1为操作机构的当前速度，数组ki＝(k1，k2，k3，k4，…)，a为预设降速加速度。进一步地，在启动时发出减速控制信号，给出控制速度，以对作业机械进行降速的步骤包括采用三角函数的方式对作业机械进行降速；给出的输出速度vi通过以下公式得出，其中，vi-1为操作机构的当前速度，k和S0为常数。进一步地，在启动时发出减速控制信号，给出控制速度，以对作业机械进行降速的步骤包括：采用线性降速方式对作业机械进行降速；给出的输出速度vi通过以下公式得出，vi＝vi-1-a0其中，vi-1为操作机构的当前速度，a0为常数。进一步地，在启动时发出减速控制信号，给出控制速度，以对作业机械进行降速的步骤包括：采用控制加速度方式对作业机械进行降速；给出的输出速度vi通过以下公式得出，vi＝vi-1-a1其中，vi-1为操作机构的当前速度，a1＝k∑ia’+bk，b为预设的系数；K为常数；i为循环次数；a’为预设的加速度增量。本专利技术所取得的有益效果为：本专利技术提供一种作业机械减速运动控制系统和方法，减速控制部件采用控制器和功率放大元件，控制器包括采集模块、比较模块和减速控制模块，通过采集模块采集当前运动部件的实时运行数据；比较模块将采集模块采集到的当前运动部件的实时运行数据与预设的运行阈值进行比较，若当前运动部件的实时行程大于行程阈值时，则启动所述减速控制模块；减速控制模块在启动时发出减速控制信号，给出控制速度，以对作业机械进行降速。本专利技术提供的作业机械减速运动控制系统和方法，通过对作业机械做减速速运动过程进行控制，从而改善作业机械的运动平顺性，进而提高作业机械的作业质量、作业安全和作业效率。附图说明图1为本专利技术提供的作业机械减速运动控制系统一实施例的功能框图；图2为图1中所述控制器一实施例的功能框图；图3为图1中所述减速控制部件一实施例的功能模块示意图；图4为本专利技术提供的作业机械减速运动控制方法一实施例的流程示意图；图5为图4中作业机械减速运动控制方法中的到达限位前的平顺降速控制方法一实施例的流程示意图；图6为图4中作业机械减速运动控制方法中的到达限位前的平顺降速控制方法另一实施例的流程示意图；图7为图4中作业机械减速运动控制方法中的速度达标前平顺降速控制方法一实施例的流程示意图；图8为图4中作业机械减速运动控制方法中的速度达标前平顺降速控制方法另一实施例的流程示意图；图9为图4中作业机械减速运动控制方法中的受力达标前平顺降速控制方法一实施例的流程示意图；图10为图4中作业机械减速运动控制方法中的速度达标前平顺降速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作业机械减速运动控制系统，其特征在于，包括依次相连的操作机构(400)、减速控制部件(300)、驱动部件(200)和运动部件(100)，所述减速控制部件(300)包括控制器(310)和功率放大元件(320)，所述功率放大元件(320)与所述控制器(310)相连，用于对所述控制器(310)发出的所述减速控制信号进行放大后，输出给所述驱动部件；所述控制器(310)包括采集模块(10)、比较模块(20)和减速控制模块(30)，其中，/n所述采集模块(10)，用于采集当前运动部件的实时运行数据，所述实时运行数据为实行行程、实测速度或实测受力；/n所述比较模块(20)分别与所述采集模块(10)和所述减速控制模块(30)相连，用于将所述采集模块(10)采集到的当前运动部件的实时运行数据与预设的运行阈值进行比较，若所述当前运动部件的实时行程大于所述行程阈值时，则启动所述减速控制模块(30)，所述运行阈值为所述作业机械允许的最大行程、目标速度或目标受力；/n所述减速控制模块(30)与所述比较模块(20)相连，用于在启动时发出减速控制信号，给出控制速度，以对所述作业机械进行降速。/n

【技术特征摘要】
1.一种作业机械减速运动控制系统，其特征在于，包括依次相连的操作机构(400)、减速控制部件(300)、驱动部件(200)和运动部件(100)，所述减速控制部件(300)包括控制器(310)和功率放大元件(320)，所述功率放大元件(320)与所述控制器(310)相连，用于对所述控制器(310)发出的所述减速控制信号进行放大后，输出给所述驱动部件；所述控制器(310)包括采集模块(10)、比较模块(20)和减速控制模块(30)，其中，
所述采集模块(10)，用于采集当前运动部件的实时运行数据，所述实时运行数据为实行行程、实测速度或实测受力；
所述比较模块(20)分别与所述采集模块(10)和所述减速控制模块(30)相连，用于将所述采集模块(10)采集到的当前运动部件的实时运行数据与预设的运行阈值进行比较，若所述当前运动部件的实时行程大于所述行程阈值时，则启动所述减速控制模块(30)，所述运行阈值为所述作业机械允许的最大行程、目标速度或目标受力；
所述减速控制模块(30)与所述比较模块(20)相连，用于在启动时发出减速控制信号，给出控制速度，以对所述作业机械进行降速。


2.如权利要求1所述的作业机械减速运动控制系统，其特征在于，
所述减速控制模块(30)包括第一减速控制单元(31)，
所述第一减速控制单元(31)，用于采用预设数组的方式对所述作业机械进行降速；给出的控制速度vi通过以下公式得出，
vi＝vi-1-ki×a
其中，vi-1为操作机构的当前速度，数组ki＝(k1，k2，k3，k4，…)，a为预设降速加速度。


3.如权利要求1所述的作业机械减速运动控制系统，其特征在于，
所述减速控制模块(30)，包括第二减速控制单元(32)，
所述第二减速控制单元(32)，用于采用三角函数的方式对所述作业机械进行降速；给出的输出速度vi通过以下公式得出，



其中，vi-1为操作机构的当前速度，k和S0为常数。


4.如权利要求1所述的作业机械减速运动控制系统，其特征在于，
所述减速控制模块(30)，包括第三减速控制单元(33)，
所述第三减速控制单元(33)，用于采用线性降速方式对所述作业机械进行降速；给出的输出速度vi通过以下公式得出，
vi＝vi-1-a0
其中，vi-1为操作机构的当前速度，a0为常数。


5.如权利要求1所述的作业机械减速运动控制系统，其特征在于，
所述减速控制模块(30)，包括第四减速控制单元(34)，
所述第四减速控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹显利，
申请(专利权)人：湖南网大科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43