用于升降机构的控制方法、装置、处理器及可读存储介质

技术领域

本发明涉及工程设备技术领域，具体地涉及一种用于升降机构的控制方法、装置、处理器及可读存储介质。

背景技术

剪叉式高空作业平台是最主要的高空作业平台产品种类之一，通常由升降机构、底盘、工作平台三部分组成，其中升降机构由剪叉臂、伸缩油缸和剪叉连杆等结构组成。当前市面上的剪叉式高空作业平台由于长度和宽度限制，大部分采用多层剪叉臂，且为保持剪叉臂同步上升，通常在不同层剪叉臂之间采用两个或两个以上的伸缩油缸进行驱动，以实现工作平台的举升和下降运动。其中，在工作平台上升或下降工作过程中，一般采用控制发动机或者电机的转速的方式控制液压泵的流量，进而控制伸缩油缸的伸缩速度，从而实现控制工作平台的上升与下降的速度。而在现有工作平台在工作过程中，驱动液压泵工作的发动机或电机的转速恒定，因而泵入/出伸缩油缸的流量恒定，伸缩油缸的伸缩速度也是恒定的，该方法控制相对简单，但由于伸缩油缸的伸缩速度在铅垂方向的速度分量因举升高度不同而变化，因而导致工作平台上升/下降速度不断变化，工作平台一直处于加速或减速过程中，无法保持匀速状态，用户体验感较低。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明实施例的目的是提供一种用于升降机构的控制方法、装置、处理器及可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于升降机构的控制方法，升降机构应用于高空作业设备，高空作业设备包括升降机构、底盘和工作平台，升降机构包括液压系统、剪叉臂以及剪叉连杆，液压系统与剪叉臂连接，剪叉连杆位于剪叉臂与底盘之间，多层剪叉臂组成剪叉总成，剪叉总成的两端分别与底盘和工作平台铰接，液压系统包括伸缩油缸、驱动电机以及电磁比例阀，控制方法包括：

获取液压系统的系统压力值和剪叉连杆的第一倾角值，其中，系统压力值包括伸缩油缸的伸缩油缸压力值和电磁比例阀的前端压力值；

基于第一倾角值和预设升降速度确定目标压力值；

基于目标压力值和系统压力值确定伸缩油缸的油缸流量值；

基于油缸流量值确定驱动电机的目标转速；

控制驱动电机以目标转速运转。

在本发明实施例中，控制方法还包括：

确定工作平台基于升降机构工作过程中的实时速度；

基于实时速度和预设升降速度确定是否需要对目标转速修正；

在需要对目标转速进行修正的情况下，对目标转速进行修正。

在本发明实施例中，基于实时速度和预设升降速度确定是否需要对目标转速进行修正，包括：

确定实时速度与预设升降速度之间的速度差值；

在速度差值大于预设差值阈值的情况下，确定需要对目标转速进行修正。

在本发明实施例中，对目标转速进行修正，包括：

基于速度差值确定确定转速修正值；

基于转速修正值对目标转速进行修正。

在本发明实施例中，控制方法还包括：

在工作平台停止移动的情况下，获取剪叉连杆的第二倾角值；

基于第二倾角值确定工作平台是否存在抖动位移；

在工作平台存在抖动位移的情况下，获取升降机构的剪叉结构参数；

基于抖动位移对应的补偿值、抖动位移以及剪叉结构参数对抖动位移进行抵消。

在本发明实施例中，基于抖动位移对应的补偿值、抖动位移以及和剪叉结构参数对抖动位移进行抵消，包括：

在补偿值大于预设补偿值的情况下，基于抖动位移和剪叉结构参数对抖动位移进行抵消。

在本发明实施例中，基于抖动位移对应的补偿值和剪叉结构参数对抖动位移进行抵消，包括：

基于抖动位移确定运动状态矩阵；

基于预设标定响应谱和剪叉结构参数确定反馈系数；

根据运动状态矩阵和反馈系数确定液压系统的目标输出压力；

根据目标输出压力确定驱动电机的转速调整值；

控制驱动电机以转速调整值运转，以对抖动位移进行抵消。

本发明第二方面提供一种用于升降机构的控制装置，升降机构应用于高空作业设备，高空作业设备包括升降机构、底盘和工作平台，升降机构包括液压系统、剪叉臂以及剪叉连杆，液压系统与剪叉臂连接，剪叉连杆位于剪叉臂与底盘之间，多层剪叉臂组成剪叉总成，剪叉总成的两端分别与底盘和工作平台铰接，液压系统包括伸缩油缸、驱动电机以及电磁比例阀，控制装置包括：

信息获取模块，用于获取液压系统的系统压力值和剪叉连杆的第一倾角值，其中，系统压力值包括伸缩油缸的伸缩油缸压力值和电磁比例阀的前端压力值；

压力确定模块，用于基于第一倾角值和预设升降速度确定目标压力值；

流量计算模块，用于基于目标压力值和系统压力值确定伸缩油缸的油缸流量值；

参数确定模块，用于基于油缸流量值确定驱动电机的目标转速；

调整控制模块，用于控制驱动电机以目标转速运转。

本发明第三方面提供一种处理器，被配置成执行根据如上述实施例所述的用于升降机构的控制方法。

本发明第四方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行如上述实施例所述的用于升降机构的控制方法。

通过上述技术方案，获取液压系统的系统压力值和剪叉连杆的第一倾角值，其中，系统压力值包括伸缩油缸的伸缩油缸压力值和电磁比例阀的前端压力值；基于第一倾角值和预设升降速度确定目标压力值；基于目标压力值和系统压力值确定伸缩油缸的油缸流量值；基于油缸流量值确定驱动电机的目标转速；控制驱动电机以目标转速运转。通过实时获取的系统压力值和第一倾角值确定油缸流量值，以进一步确定驱动电机的目标转速，实现对工作平台升降速度的实时控制，提升工作平台的工作平稳性和使用安全性。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1为根据本发明一实施例的用于升降机构的控制方法的流程示意图；

图2为根据本发明一实施例的计算参考示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1为根据本发明一实施例的用于升降机构的控制方法的流程示意图。如图1所示，在本发明实施例中，提供了一种用于升降机构的控制方法，升降机构应用于高空作业设备，高空作业设备包括升降机构、底盘和工作平台，升降机构包括液压系统、剪叉臂以及剪叉连杆，液压系统与剪叉臂连接，剪叉连杆位于剪叉臂与底盘之间，多层剪叉臂组成剪叉总成，剪叉总成的两端分别与底盘和工作平台铰接，液压系统包括伸缩油缸、驱动电机以及电磁比例阀，以该方法应用于处理器为例进行说明，该控制方法可以包括以下步骤：

步骤S100，获取液压系统的系统压力值和剪叉连杆的第一倾角值，其中，系统压力值包括伸缩油缸的伸缩油缸压力值和电磁比例阀的前端压力值；

本实施例中，需要说明的是，高空作业设备包括底盘、工作平台以及升降机构，升降机构分别与底盘和工作平台铰接，该升降机构用于驱动工作平台上升或下降。升降机构包括液压系统、剪叉臂以及剪叉连杆，液压系统用于为剪叉总成升降提供驱动力。液压系统包括有伸缩油缸、驱动电机以及电磁比例阀。剪叉总成包括多层剪叉臂，为驱动剪叉总成运动，不同剪叉臂之间采用了两个或两个以上的伸缩油缸，以实现工作平台的举升和下降运动。其中，不同伸缩油缸的压力是通过电磁比例阀控制油缸进口的开度进行控制。在工作平台上升或下降过程中，采用控制驱动电机的转速的方式控制液压系统中的液压泵的流量，进而控制伸缩油缸的伸缩速度，从而实现控制工作平台的上升与下降的速度。

工作平台上升或者下降过程中，若控制驱动电机的转速恒定，使液压系统中泵入伸缩油缸的流量不变，进而使得伸缩油缸的伸缩速度不变。根据空间结构和多体动力学分析可知，不同高度下伸缩油缸与工作平台所在平面的夹角不同，而伸缩油缸以恒定的速度伸缩，所以平台在不同高度下沿铅垂方向的速度分量并不恒定，导致工作平台上升/下降的移动速度不是恒定的，而是随着高度的变化而变化，因而会导致工作平台不平稳，使用者易感受到“顿挫”。本实施例中，处理器通过确定驱动电机的转速，对工作平台的上升或下降速度进行控制，以确保工作平台的平稳性。

需要说明的是，系统压力值是指伸缩油缸的油缸压力值和电磁比例阀的前端压力值，其中，当伸缩油缸存在多个时，伸缩油缸压力值包括所有伸缩油缸对应的压力值，本实施例中，以伸缩油缸为两个举例进行说明，包括上伸缩油缸和下伸缩油缸，伸缩油缸压力值包括上伸缩油缸压力值和下伸缩油缸压力值；电磁比例阀设置于上伸缩油缸无杆腔的进油口处。剪叉连杆倾角值是指剪叉连杆相较于底盘所在水平面之间的夹角，第一倾角值是指工作平台在上升或下降工作过程中对应的剪叉连杆倾角值。处理器获取系统压力值和第一倾角值可以通过传感器的测量值确定，具体地，系统压力值可以通过伸缩油缸压力传感器获取伸缩油缸压力值，以及通过电磁比例阀前端的压力传感器获取电磁比例阀的前端压力值；第一倾角值通过连杆倾角传感器获取，处理器获取传感器测量的系统压力值和第一倾角值后，经过模数转换为电信号后进行处理。

步骤S200，基于第一倾角值和预设升降速度确定目标压力值；

步骤S300，基于目标压力值和系统压力值确定伸缩油缸的油缸流量值；

本实施例中，需要说明的是，预设升降速度表征根据需求设定的工作平台在上升或下降工作过程的期望速度，该预设升降速度根据实际需求可以实时变更。第一倾角值可以确定得到工作平台当前的高度，确定该高度下达到预设升降速度所需要的系统压力值，即目标压力值。在已获取当前的系统压力值后，基于该已获取的系统压力值与该目标压力值之间的差值结合电磁比例阀的初始阀开度可以计算得到达到预设升降速度时伸缩油缸对应的油缸流量值。具体地，处理器根据第一倾角值和预设升降速度确定目标压力值，以基于目标压力值和系统压力值确定伸缩油缸的油缸流量值。

参考图2，以最下层的剪叉臂与底盘上表面铰接处为原点，以水平面朝向最下层的两个剪叉臂的下铰点连线的o

其中，L

工作平台上升速率：

V

其中，V

由此可知，工作平台的速率与剪叉连杆倾角值、角速度以及升降机构的结构参数等有关，通过确定伸缩油缸的油缸流量控制上述变量。

步骤S400，基于油缸流量值确定驱动电机的目标转速；

本实施例中，需要说明的是，驱动电机的转速和电磁比例阀的阀开度可以控制油缸流量值，给电磁比例阀的阀开度一个预设的初始值，当油缸流量值确定时，处理器可以根据该油缸流量值确定使得伸缩油缸保持该油缸流量值所对应的驱动电机的目标转速。

步骤S500，控制驱动电机以目标转速运转。

在确定驱动电机的转速后，处理器将控制驱动电机按照该目标转速运转，从而使得油缸流量为上述油缸流量值。

上述用于升降机构的控制方法，获取液压系统的系统压力值和剪叉连杆的第一倾角值，其中，系统压力值包括伸缩油缸的油缸压力值和电磁比例阀的前端压力值；基于第一倾角值和预设升降速度确定目标压力值；基于目标压力值和系统压力值确定伸缩油缸的油缸流量值；基于油缸流量值确定驱动电机的目标转速；控制驱动电机以目标转速运转。通过实时获取的系统压力值和第一倾角值确定油缸流量值，以进一步确定驱动电机的目标转速，实现对工作平台升降速度的实时控制，提升工作平台的工作平稳性和使用安全性。

在一个实施例中，控制方法还包括：

确定工作平台基于升降机构工作过程中的实时速度；

基于实时速度和预设升降速度确定是否需要对目标转速进行修正；

在需要对目标转速进行修正的情况下，对目标转速进行修正。

本实施例中，需要说明的是，工作平台在上升和下降工作过程中由于操作人员在工作平台上的走动，会对工作平台产生一定的扰动，由此对工作平台的上升或下降过程中的速度产生一定的影响。本实施例中，为减少由于操作人员动作而带来的不稳定性，需要对驱动电机和目标转速进行修正。

具体地，基于实时速度和预设升降速度确定是否需要对目标转速进行修正，包括：

确定实时速度与预设升降速度之间的速度差值；

在速度差值大于预设差值阈值的情况下，确定需要对目标转速进行修正。

需要说明的是，预设差值阈值用于对工作平台上升或下降工作过程中的实时速度与预设升降速度之间的误差进行限制。通过将工作平台基于升降机构上升或下降过程中的实时速度与预设升降速度相减得到速度差值与预设差值阈值进行比较，在速度差值大于预设差值阈值的情况下，确定需要对目标转速进行修正；在速度差值小于或等于预设差值阈值的情况下，确定误差影响较小，无需对目标转速进行修正。

具体地，对目标转速进行修正，包括：

基于速度差值确定确定转速修正值；

基于转速修正值对目标转速进行修正。

需要说明的是，转速修正值包括用于对驱动电机的转速进行修正的修正值。处理器在确定速度差值后，将根据该速度差值确定转速修正值。具体地，处理器可以根据速度差值转换为伸缩油缸的油缸流量值，进而基于该油缸流量值确定转速修正值。

本实施例中，通过转速修正值对驱动电机的转速进行修正，减少工作平台的上升或下降过程中由于操作人员在工作平台上的走动所带来的扰动，降低对工作平台所产生的不稳定性。

在一个实施例中，控制方法还包括：

在工作平台停止移动的情况下，获取剪叉连杆的第二倾角值；

基于第二倾角值确定工作平台是否需要抖动补偿；

在工作平台存在抖动位移的情况下，获取升降机构的结构参数和运动状态矩阵；

基于抖动位移对应的补偿值、抖动位移以及剪叉结构参数对抖动位移进行抵消。

本实施例中，需要说明的是，在工作平台停止移动供操作人员操作时，由于操作人员在工作平台上的走动，会对工作平台产生一定的扰动，为减少扰动产生的影响，本实施例中对该扰动产生的工作平台的抖动位移进行抵消。第二倾角值是指工作平台停止移动时对应的剪叉连杆倾角值。处理器获取第二倾角值后，基于该第二倾角值并根据几何分析或多体动力学分析可以确定工作平台是否存在抖动位移，获取升降机构的剪叉结构参数；剪叉结构参数至少包括升降机构的剪叉臂组成的剪叉组对应的剪叉组的质量矩阵、剪叉组的阻尼矩阵以及剪叉组的刚度矩阵。从而基于抖动位移对应的补偿值、抖动位移以及剪叉结构参数对抖动位移进行抵消。

具体地，基于抖动位移对应的补偿值、抖动位移以及剪叉结构参数对抖动位移进行抵消，包括：

在补偿值大于预设补偿值的情况下，基于抖动位移和剪叉结构参数对抖动位移进行抵消。

需要说明的是，预设补偿值表示对工作平台存在的抖动位移进行大小限制的阈值，当抖动位移的补偿值小于等于该预设补偿值时，无需对该抖动位移进行抵消；当抖动位移的补偿值大于预设补偿值时，需要基于抖动位移和剪叉结构参数对抖动位移进行抵消。

具体地，基于抖动位移和剪叉结构参数对抖动位移进行抵消，包括：

基于抖动位移确定运动状态矩阵；

基于预设标定响应谱和剪叉结构参数确定反馈系数；

根据运动状态矩阵和反馈系数确定液压系统的目标输出压力；

根据目标输出压力确定驱动电机的转速调整值；

控制驱动电机以转速调整值运转，以对抖动位移进行抵消。

在一个实施例中，具体计算过程可以为：由产品结构型式计算各环节的传递函数，通过传递函数相乘得到系统控制方程。在高空作业设备量产前可部署加速度传感器标定工作平台的常用响应谱，即预设标定响应谱，结合序列二次规划法，得到状态反馈控制算法的反馈系数。具体地，液压系统的目标输出压力可以表示为：λ

本发明实施例提供了一种用于升降机构的控制装置，升降机构应用于高空作业设备，高空作业设备包括升降机构、底盘和工作平台，升降机构包括液压系统、剪叉臂以及剪叉连杆，液压系统与剪叉臂连接，剪叉连杆位于剪叉臂与底盘之间，多层剪叉臂组成剪叉总成，剪叉总成的两端分别与底盘和工作平台铰接，液压系统包括伸缩油缸、驱动电机以及电磁比例阀，控制装置包括：

信息获取模块，用于获取液压系统的系统压力值和剪叉连杆的第一倾角值，其中，系统压力值包括伸缩油缸的伸缩油缸压力值和电磁比例阀的前端压力值；

压力确定模块，用于基于第一倾角值和预设升降速度确定目标压力值；

流量计算模块，用于基于目标压力值和系统压力值确定伸缩油缸的油缸流量值；

参数确定模块，用于基于油缸流量值确定驱动电机的目标转速；

调整控制模块，用于控制驱动电机以目标转速运转。

所述用于升降机构的控制装置包括处理器和存储器，上述信息获取模块、压力确定模块、流量计算模块、参数确定模块及调整控制模块等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来提升工作平台的平稳性和使用安全性。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本申请实施例提供的用于升降机构的控制装置能够实现图1的方法实施例中用于升降机构的控制方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述用于升降机构的控制方法。

本发明实施例提供了一种机器可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述用于升降机构的控制方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。