山東中建眾力機械工程有限公司明長偉獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉山東中建眾力機械工程有限公司申請的專利面向高風載環境的塔機變幅-回轉聯動自適應控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120348859B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510845717.4,技術領域涉及:B66C23/06;該發明授權面向高風載環境的塔機變幅-回轉聯動自適應控制方法是由明長偉;張偉;張旭日;李洪鵬;趙龍輝設計研發完成,并于2025-06-24向國家知識產權局提交的專利申請。
本面向高風載環境的塔機變幅-回轉聯動自適應控制方法在說明書摘要公布了:本發明涉及自動控制技術領域,更進一步地,涉及面向高風載環境的塔機變幅?回轉聯動自適應控制方法。所述方法包括:步驟1:獲取塔機所在高度處的實測平均風速,以確定作用于塔機回轉軸上的風致耦合力矩;步驟2:實時計算由臂架自重、吊載質量及其相對位置產生的實時等效轉動慣量;步驟3:獲得用于塔機變幅電機輸出的原始變幅力矩指令;步驟4:利用回轉軸耦合轉動慣量,以實時更新塔機在下一控制周期的回轉角速度設定值,完成塔機變幅?回轉的聯動自適應控制。本發明提升了塔機在復雜施工條件下的安全性、精度和連續作業能力。
本發明授權面向高風載環境的塔機變幅-回轉聯動自適應控制方法在權利要求書中公布了:1.面向高風載環境的塔機變幅-回轉聯動自適應控制方法,其特征在于,所述方法包括: 步驟1:獲取塔機所在高度處的實測平均風速,結合塔機的回轉角速度、臂架長度、變幅角和回轉角,計算臂架的迎風投影面積和相對風速,以確定作用于塔機回轉軸上的風致耦合力矩; 步驟2:根據塔機的固有轉動慣量、臂架的自重、吊載質量、臂架長度、變幅角和回轉角,計算塔機回轉中心至吊載垂直投影距離,并實時計算由臂架自重、吊載質量及其相對位置產生的實時等效轉動慣量; 步驟3:通過實時等效轉動慣量與變幅角加速度指令的乘積、變幅機構的粘性阻尼作用、吊載質量產生的重力力矩以及風致耦合力矩在變幅方向的投影之和,獲得用于塔機變幅電機輸出的原始變幅力矩指令; 步驟4:利用回轉軸耦合轉動慣量,將計算得到的風致耦合力矩在回轉方向上的投影、吊載質量產生的重力對回轉軸的傾覆分量以及由變幅角速度和回轉角速度聯動所引起的動能耦合效應,折算為回轉角速度的修正量,以實時更新塔機在下一控制周期的回轉角速度設定值,完成塔機變幅-回轉的聯動自適應控制; 中央處理單元執行以下過程:對風場原始數據集實施多級濾波處理,具體包括:采用帶通濾波抑制低頻漂移與高頻噪聲、采用滑動時間窗口平滑陣風脈動,并依據預設異常檢測閾值剔除瞬時失真樣本,以獲得穩定統計特性的有效風速與有效風向; 根據塔機實時變幅角、回轉角及臂架長度,調用坐標變換算法,將有效風速分解為與臂架縱向方向一致的切向分量以及垂直于臂架平面的法向分量;依據臂架迎風投影面積數據庫,對不同姿態下的等效受風面積進行查表匹配,并將切向分量與法向分量結合等效受風面積,構建反映塔機瞬時空氣動力狀態的綜合風載場;將綜合風載場映射至回轉軸坐標系,并按照臂架到回轉中心的作用臂長度與臂架質心位置,通過積分方法求得瞬時作用于回轉軸的風致耦合力矩;同步讀取塔機回轉角速度與臂尖切向線速度信息,結合實時風向偏差角對風致耦合力矩進行耦合修正,以反映回轉運動對相對風速的實時影響; 步驟2具體包括:讀取塔身及回轉平臺的固有轉動慣量、臂架自重、臂架長度和臂架質心與回轉中心幾何位置作為靜態設計參數集合,并基于出廠標定報告對靜態設計參數集合進行一次性鎖定;獲取吊載質量的實時數值和吊載在臂架縱向方向上的吊載瞬時位置,結合步驟1共享的變幅角與回轉角信息,將吊載在回轉平面內的垂直投影距離與臂架到回轉中心的作用臂進行坐標變換,構建吊載質量在回轉軸坐標系下的動態位置模型;按照塔機動力學等效原理,將塔身與回轉平臺的固有轉動慣量、臂架自重及其因變幅角變化產生的慣量分量,以及吊載質量在實時位置下對回轉軸的慣量貢獻進行分項累加,并在累加過程中引入臂架與吊載質心相對回轉中心之間的耦合慣量交叉項,得到實時等效轉動慣量; 步驟3具體包括:中央處理單元在每一控制周期內同時調用步驟1確定的風致耦合力矩和步驟2確定的實時等效轉動慣量,基于既定的塔機變幅動力學模型計算塔機變幅電機輸出的原始變幅力矩指令,以對高風載擾動實施主動補償;所述計算過程包括:依據目標變幅角軌跡與實時實測變幅角,形成含誤差、誤差變化率及歷史積分量的閉環誤差信號組;以實時等效轉動慣量與期望變幅角加速度生成慣量前饋分量以抵消質量分布變化的不確定性;結合變幅電機轉速經濾波得到的阻尼分量、由吊載重力及風致耦合力矩在變幅平面內投影形成的擾動補償量,與閉環誤差信號組進行層級合成;輸出原始變幅力矩指令,完成對變幅機構的自適應控制。
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