CN110294428B - 一种闭式回转控制系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闭式回转控制系统及起重机，通过动态缓冲控制阀及动态制动器，实现回转系统的稳定启停；根据负载力矩所占百分比，对回转最大速度进行限制，同时实现回转速度在操控手柄后程仍线性变化，提升了速度限制过程中的操控性；根据手柄角度变化率对泵排量摆角控制阀电流进行补偿，根据油门踏板变化率对发动机转速或泵排量摆角控制阀电流进行补偿，实现控制过程的稳定控制；根据伸臂长度进行自由滑转速度补偿，实现自由滑转的稳定控制；重载及高速工况对回转速度变化响应过程进行补偿，实现稳定速度变化；监控泵排量摆角，实现安全控制，防止手柄回位后，泵排量摆角没回零位，引起动态制动器损坏或系统处于高压溢流状态。

Description

一种闭式回转控制系统及起重机

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，特别涉及一种闭式回转控制系统及起重机。

背景技术

起重机主功能主要包括卷扬、伸缩、变幅及回转，而卷扬和回转是起重机实际应用频率最高的两种动作，由于起重机惯性大，尤其当重载回转启停时，容易引起冲击问题，因此回转动作不仅影响起重机的稳定性，同时对起重机安全有较大影响，用户通常要求回转速度与当前负载情况匹配、微动性好、回转加速和减速平稳、自由滑转过程没有冲击，因此需要适宜的控制回路，同时匹配适宜的控制策略，实现回转过程的稳定控制。

目前，起重机回转系统主要分为开式回转系统及闭式回转系统。

开式回转系统主要用在中小吨位起重机，通常采用定量回转泵，借助于回转控制阀实现对回转马达的控制，通常该回转控制阀集成了回转换向（借助于换向阀）、马达补油（借助单向阀）、回转启停缓冲（借助溢流阀）、自由滑转（借助开关阀）等功能。

对于中大吨位起重机，回转系统通常采用闭式系统，借助于独立的双向电控闭式变量泵，直接输出液压油作用到回转马达，在泵出口设定溢流阀，进行工作压力设定，同时借助于电控开关阀单独集成以实现自由滑转功能，通常对电控变量泵排量摆角控制实现回转速度及回转方向的控制，对于回转启停缓冲及过程稳定控制问题，闭式回转系统当前部分技术方案借助于缓冲溢流阀实现缓冲，或根据起重机当前的工作状态信号，利用预设映射关系表得出该工作状态下对应的电流调节系数，对比例电磁阀的电流进行相应调整，以保证起重机回转速度不会超过当前工作状态下的最大回转速度限制；或通过实时监测回转速度和发动机转速的变化情况，进行回转速度调节；或对回转加速度进行控制，实现吊重相适应的回转加速度；对于自由滑转，通常借助于开关阀实现马达两端连通，或通过调速阀进行调节，实现自由滑转的速度变化。

现有技术存在以下缺陷：

（1）对于闭式系统，如果借助于溢流阀进行缓冲，容易引起油液温升较快，降低系统效率；

（2）借助于开关阀或调速阀实现自由滑转，没有考虑不同工况条件（如不同伸臂长度）的速度过程限制，自由滑转过程容易抖动；

（3）仅仅根据当前工况进行最大回转速度限制，不能解决回转加速及减速过程中的抖动问题；同时只是根据工况限制最大速度，则会引起手柄控制区间减小，出现手柄后半程角度变化而速度不变情况，用户体验差；或对补偿的控制区间从原控制区间进行映射，计算量较大；

（4）根据回转加速度、回转速度变化率或发动机转速变化率上进行回转速度控制，没有从操控者操控过程中进行补偿，因为不同负载的惯性，抖动已经产生时再进行稳定控制，稳定性差；

（5）没有考虑在不同负载工况（如重载启动或高速回转降速）下，实现回转的稳定控制及响应问题。

（6）回转手柄回位时，变量泵排量摆角没有监控，如果手柄已经回位，而泵排量摆角没回零位区间，容易引起安全问题。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种闭式回转控制系统及起重机。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种闭式回转控制系统，包括：电控变量泵、泵排量摆角控制阀、泵排量摆角传感器、回转马达、回转速度传感器、自由滑转控制阀、动态制动器、动态缓冲控制阀、先导系统、状态信息模块、油门踏板、操纵手柄、缓冲踏板、力限控制器、起重机控制器；

所述油门踏板、操纵手柄、缓冲踏板、泵排量摆角传感器、回转速度传感器分别与起重机控制器信号输入端连接，起重机控制器信号输出端与先导系统相连；

起重机的状态信息模块与力限控制器信号输入端连接，力限控制器信号输出端分别与泵排量摆角控制阀、自由滑转控制阀、动态缓冲控制阀相连；

所述起重机控制器与所述力限控制器相互连接，实现信息交互；所述先导系统液压油经过动态缓冲控制阀与动态制动器相连。

进一步的，所述起重机的状态信息模块包括伸臂长度信息模块、变幅角度信息模块、吊重信息模块、底盘倾斜角度信息模块、回转角度信息模块、支腿状态信息模块、配重配置状态信息模块，分别与力限控制器相连。

另一方面，本发明还提供一种闭式回转控制方法，包括：

获取起重机的当前状态信息，确定吊载重量、变幅角度、伸臂长度工况参数，根据当前工况参数得到当前工况所对应的手柄角度变化率预设值；

获取操纵手柄角度变化信息，计算得出手柄角度变化率；

获取起重机的当前状态信息，确定吊载重量、变幅角度、伸臂长度工况参数，根据当前工况参数得到当前工况所对应的手柄角度变化率预设值；

获取操纵手柄角度变化信息，计算得出手柄角度变化率；

当手柄角度变化率超过当前工况所对应的手柄角度变化率预设值时，力限控制器对最终输入到泵排量摆角控制阀电流的变化过程进行补偿控制，使输入到泵排量摆角控制阀的控制电流缓慢变化，补偿函数为：y=k₁kx+b，x为手柄角度对应数值，y为泵排量摆角控制阀电流，k为手柄角度对应数值和泵排量摆角控制阀电流对应系数，k₁为补偿系数，设定区间为[0.3，1]， b为手柄触发泵排量变化起始点所对应的泵排量摆角控制阀电流值，力限控制器根据当前手柄变化率值超出预设值比例所在区间，设定相对应补偿系数k₁，当前手柄变化率值超出预设值比例越大越大，则k₁值选取越小，越接近0.3；

或在泵排量摆角控制电流变化过程时间延长，即当手柄角度变化率超出预设值时，进行手柄角度信号所对应数值变化过程补偿，补偿函数为：y₁=k₃k₂x₁，y₁为手柄角度对应数值，x₁为手柄角度，k₂为手柄角度对应数值与手柄角度系数，k₃为手柄角度对应数值补偿系数，设定区间为[0.5，1]根据手柄变化率值超出预设值比例所在区间，设定相应补偿系数k₃；

如果当前手柄角度变化率低于当前工况对应的手柄角度变化率预设值时，则力限控制器直接根据当前手柄角度信息控制输出相对应的电流，作用到泵排量摆角控制阀。

一种闭式回转控制方法，包括：

获取起重机的当前状态信息，根据起重机的当前状态信息，确定当前负载力矩；

计算当前负载力矩所占额定起重力矩百分比，当负载力矩所占额定起重力矩百分比超过预设值时，则设定相应负载力矩占比下的最大限制回转速度，同时对控制区间设定补偿函数；力限控制器根据起重机控制器输入的手柄角度信号自动进行输入到泵排量摆角控制阀电流补偿，使整个操控区间输出到泵排量摆角控制阀电流等比例降低；

具体补偿方法：当限定最大回转速度后，设置补偿函数，y₂=k₄kx+b，y₂为补偿后输入到泵排量摆角控制阀电流值，k₄为速度补偿系数，k₄系数设定为当前负载力矩所占百分比下的最大限制回转速度与最大设计回转速度的比值。

一种闭式回转控制方法，包括：当进行回转重载启动或回转高速动作减速操作时，对响应时间进行补偿：

当进行重载回转启动时，由于惯性力矩大，则回转阻力大，回转马达入口需要建立较大的压力进行驱动，为保持响应时间不受负载影响，匹配建压时间以适应当前惯性力矩，即根据负载情况进行响应时间补偿，所述补偿函数为y₃=k₅k₂x₁，y₃为补偿后手柄角度对应数值，k₅为区间[1，2]的补偿系数，惯性力矩越大，则补偿系数k₅值越大，越接近2；

当进行较大速度下的回转减速时，因为较大的惯性力矩，为保持回转稳定，所对应的响应时间需要加长，上车回转减速时间加长，所述补偿函数为y₄=k₆k₂x₁，y₄为补偿后手柄角度对应数值，k₆为[0.3，1]区间的补偿系数，速度越大，则补偿系数k₆值越小，越接近0.3。

一种闭式回转控制方法，包括：

在回转动作过程中，进行油门踏板动作，则油门踏板角度变化；

起重机控制器获取发动机油门踏板角度变化信息，并计算油门踏板角度变化率，当所计算油门踏板角度变化率未达到预设值，则当前回转速度随着发动机转速的增加而渐渐增加；如果计算油门踏板角度变化率超过预设值，起重机控制器根据超过预设值比例所在区间，进行发动机转速变化过程补偿，使发动机转速变化过程减缓，补偿函数为: y₅=k₈k₇x₂+b₁，y₅为发动机转速、k₇为发动机转速与油门踏板角度系数，k₈为发动机转速补偿系数，设定区间范围为[0.5，1]，x₂为油门踏板角度，b₁为发动机怠速设定值；

或当油门踏板角度变化率超过预设值时，力限控制器根据超过预设值比例所在区间，进行泵排量摆角控制阀输入电流变化过程补偿，设定补偿函数为：y₆=k₉kx+b，y₆为补偿后泵排量摆角控制阀电流，k₉为补偿系数，设定数值为[0.3，1]。

一种闭式回转控制方法，当进行回转启停动作时，借助于动态缓冲控制阀与动态制动器，实现回转的平缓启停，包括：

在回转启动过程前，起重机控制器控制先导系统，向动态缓冲控制阀供油，力限控制器根据缓冲踏板角度，控制输入到动态缓冲控制阀的电流，使动态缓冲控制阀输出相适应压力液压油作用到动态制动器；

当进行回转启动操作时，进行缓冲踏板动作，同时操控手柄，并渐渐退出缓冲踏板，使缓冲踏板渐渐回位，即降低在动态制动器形成的缓冲力矩，使不断增加的驱动力矩在克服惯性力矩及缓冲力矩后，使回转渐渐平稳启动；

当进行起重机回转停止时，操控手柄回位，力限控制器根据起重机状态信息，设定回转缓冲速度限定值，当回转速度降低到缓冲速度限定值以下后，进行缓冲踏板动作，使回转渐渐平稳减速并停止；当回转速度大于缓冲限定值时，如果进行缓冲踏板动作，即使缓冲踏板角度变化，力限控制器控制动态缓冲控制阀，使其输出相适应压力液压油到动态制动器，不允许进行动态缓冲，以保护动态制动器。

一种闭式回转控制方法，包括：

常态下自由滑转控制阀在起重机开启时左位工作，即回转马达两端关闭；

当操作者吊载前需要进行起重机自由滑转操作时，则控制自由滑转控制阀，同时力限控制器根据当前起重机状态信息，进行自由滑转速度补偿；

不同的伸臂长度区间，则对应相应的最大限制自由滑转速度，力限控制器从状态信息获取伸臂长度，判断所在区间，从而设定最大限制自由滑转速度，从而对自由滑转控制阀开口度进行限定，即对输入到自由滑转控制阀电流值进行限定，使起重机能够稳定自由滑转，补偿函数为：y₇=k₁₁k₁₀x₃+b₂，y₇为自由滑转控制阀补偿后电流，x₃为自由滑转控制信号对应数值， k₁₀为自由滑转控制信号对应数值和自由滑转控制阀电流系数， b₂为自由滑转控制阀动作触发后初始电流值，k₁₁为伸臂速度限制系数，为不同伸臂长度下最大限制自由滑转速度与设计最大回转速度之比， 伸臂长度越长，则系数越小；

或对力限控制器控制输出到自由滑转控制阀电流变化率进行计算，如果电流变化率超出当前状态预设值，则对力限控制器控制输出到自由滑转控制阀电流进行补偿，使其电流变化过程减慢，确保自由滑转平稳，补偿函数为：y₈=k₁₂k₁₀x₃+b₂，y₈为自由滑转控制阀补偿后电流，k₁₂为补偿系数，设定为[0.5，1]。

一种闭式回转控制方法，包括：

泵排量摆角传感器采集电控变量泵排量摆角信息，传递到起重机控制器，起重机控制器根据当前手柄角度进行判断回转系统状态，如果手柄已经回位，即手柄角度为对应数值为0，且泵排量摆角没回零位区间，则判定异常，则起重机控制器对发动机进行控制，确保电控变量泵转速回零。

一种闭式回转控制系统，包括闭式回转控制装置，所述的闭式回转控制装置包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行上述的闭式回转控制方法。

另一方面，本发明还提供一种起重机，包括上述的闭式回转控制系统。

有益效果：本发明提供的闭式回转控制系统及起重机，具有以下优点：

（1）该闭式回转控制系统可使起重机在不同负载工况下，进行回转最大速度限制，同时实现回转速度在操控手柄后程仍线性变化，提升了速度限制过程中的操控性；

（2）对操作者操作过程进行补偿，即根据手柄角度变化率对电控变量泵排量控制过程进行补偿，同时根据油门踏板变化率，对发动机转速进行补偿或对电控变量泵排量控制过程进行补偿，实现控制过程的稳定控制；

（3）在重载及高速工况下，对回转加速或减速响应过程进行补偿，实现速度变化稳定控制；

（4）借助于动态缓冲控制阀及动态比例制动器，实现回转系统的稳定开启及停止；

（5）借助于电比例自由滑转控制阀，并根据起重机伸臂状态进行过程控制补偿，实现起重机自由滑转过程的稳定控制；

（6）借助于对回转泵排量摆角的监控，预防手柄已经回到零位，而泵排量摆角没回零位，继续输出流量到液压马达，引起制动器损坏或回转系统处于高压溢流状态，实现安全控制。

附图说明

图1为实施例的闭式回转控制系统原理图；

图2为实施例的闭式回转控制策略示意图；

图3为实施例的起重机自由滑转控制策略示意图。

图中：电控变量泵1、泵排量摆角控制阀2、泵排量摆角传感器3、回转马达4、动态制动器5、回转速度传感器6、自由滑转控制阀7、动态缓冲控制阀8、状态信息模块9、力限控制器10、先导系统11、起重机控制器12、油门踏板13、操纵手柄14、缓冲踏板15。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

在一些实施例中，如图1所示，一种闭式回转控制系统，包括：电控变量泵1、泵排量摆角控制阀2、泵排量摆角传感器3、回转马达4、回转速度传感器6、状态信息模块9、油门踏板13、操纵手柄14、缓冲踏板15、动态制动器5、动态缓冲控制阀8、先导系统11、力限控制器10、自由滑转控制阀7、起重机控制器12；

所述油门踏板13、操纵手柄14、缓冲踏板15、泵排量摆角传感器3、回转速度传感器6分别与起重机控制器12信号输入端连接，起重机控制器12信号输出端与先导系统11相连；

起重机的状态信息模块9与力限控制器10信号输入端连接，力限控制器10信号输出端分别与泵排量摆角控制阀2、自由滑转控制阀7、动态缓冲控制阀8相连；

所述起重机控制器12与所述力限控制器10相互连接，实现信息交互；所述先导系统11液压油经过动态缓冲控制阀8与动态制动器5相连。

进一步的，所述起重机的状态信息模块9包括伸臂长度信息模块、变幅角度信息模块、吊重信息模块、底盘倾斜角度信息模块、回转角度信息模块、支腿状态信息模块、配重配置状态信息模块，分别与力限控制器10相连。

另一方面，本发明还提供一种起重机，包括上述的闭式回转控制系统。

实施例2

一种闭式回转控制方法，包括：

如图1和图2所示，当操作者操纵手柄进行回转动作时，此时力限控制器10获取起重机的当前状态信息，确定吊载重量、变幅角度、伸臂长度等工况参数，并传递给起重机控制器，起重机控制器根据当前工况参数得到所对应的手柄角度变化率预设值，如在某一工况参数时手柄角度变化率预设值为0.01°/ms，同时起重机控制器根据操作者操纵手柄角度变化信息，计算得出当前手柄角度实际变化率，如果当前手柄角度实际变化率超过0.01°/ms，则力限控制器10对输入到泵排量摆角控制阀2电流的变化过程进行补偿控制，使输入到泵排量摆角控制阀2的控制电流缓慢变化，补偿函数为：y=k₁kx+b，x为手柄角度对应数值，通常设定为[0,1000]，y为泵排量摆角控制阀电流，k为手柄角度对应数值和泵排量摆角控制阀电流对应系数，k₁为补偿系数，设定区间为[0.3，1]，b为手柄触发泵排量变化起始点所对应的泵排量摆角控制阀电流值，通常为200 mA或300mA。力限控制器10根据当前手柄变化率值超出预设值比例，设定相应的系数，如当前计算手柄变化率为0.015°/ms，则超出预设值比例为50%，则根据预存的系数与超出预设值比例区间关系，则设定相对应的补偿系数，如k₁为0.6，超出比例越大，则k₁值设定越小，越接近0.3；

或在泵排量摆角控制电流变化过程中时间延长，即当手柄角度变化率超出预设值时，进行手柄角度信号所对应数值变化过程补偿，补偿函数为：y₁=k₃k₂x₁，y₁为手柄角度对应数值，x₁为手柄角度，通常为0-20°，k₂为手柄角度对应数值与手柄角度系数，k₃为手柄角度对应数值补偿系数，设定区间为[0.5，1]，当起重机控制器12计算手柄角度变化率超过0.01°/ms时，根据手柄变化率值超出预设值比例所在区间，设定相应补偿系数k₃；

如果当前手柄角度变化率低于当前工况对应的手柄角度变化率预设值时，则力限控制器10直接根据当前手柄角度信息控制输出相对应的电流，作用到泵排量摆角控制阀2。

同时在操作者进行回转动作过程中，力限控制器根据获取的起重机的当前状态信息（吊重信息、伸缩信息、变幅角度信息、配重信息、支腿位置信息），计算当前负载力矩，同时计算当前负载力矩所占额定起重力矩百分比，当负载力矩所占额定起重力矩百分比超过预设值时，则设定相应负载力矩占比下的最大限制回转速度，如达到负载力矩百分比80%，则开始进行最大回转速度限制，如回转系统最大设计回转速度为2r/min，当负载力矩所占额定起重力矩百分比达到80%时，限制最大回转速度为1.6r/min，当负载力矩所占额定起重力矩百分比达到90%时，限制最大回转速度为1.2r/min，同时根据最大限制回转速度，对控制区间设定补偿函数：力限控制器10根据起重机控制器12输入的手柄角度信号自动进行输入到泵排量摆角控制阀电流补偿，使整个操控区间输入到泵排量摆角控制阀电流等比例降低，保证从操控起始位置到最终位置，速度线性增加到最大限制回转速度，具体补偿方法为：原手柄角度对应数值与主泵排量摆角控制阀电流关系为y=kx+b，当限定最大回转速度后，设置补偿函数，y₂=k₄kx+b，y₂为补偿后输入到泵排量摆角控制阀电流，k₄为速度补偿系数，k₄系数设定为当前负载力矩百分比下的最大限制回转速度与最大设计回转速度的比值，如负载力矩占比达到90%，限制最大回转速度为1.2r/mim，回转最大设计速度为2r/min，则速度补偿系数为k4=1.2/2=0.6。

当操作者进行重载回转启动时，由于惯性力矩大，则回转阻力大，回转马达入口需要建立较大的压力进行驱动，为保持响应时间不受负载影响，匹配建压时间以适应当前惯性力矩，即根据负载情况进行响应时间补偿，所述补偿函数为y₃=k₅k₂x₁，y₃为补偿后手柄角度对应数值，k₅为区间[1，2]的补偿系数，负载力矩越大，则补偿系数k₅值越大，越接近2，主要实现手柄角度到对应数值的快速变化，使泵排量摆角控制阀电流快速增加，从而快速形成流量变化，马达入口更快建立较高驱动压力；

当操作者进行较高速度时的回转减速时，因为较大的惯性力矩，为保持回转稳定，所对应的响应时间需要加长，上车回转减速时间加长，所述补偿函数为y₄=k₆k₂x₁，y₄为补偿后手柄角度对应数值，k₆为[0.3，1]区间的补偿系数，速度越大，则补偿系数k₆值越小，越接近0.3，主要实现手柄角度到对应数值的缓慢变化，使泵排量摆角控制阀电流缓慢增加，从而缓慢形成泵流量变化，则回转速度缓慢变化。

在回转动作过程中，进行油门踏板13动作，则油门踏板角度变化，起重机控制器12获取发动机油门踏板13角度变化信息，并计算油门踏板角度变化率，同时起重机控制器内已设置油门踏板角度变化率预设值，如预设值设定为0.01°/ms，如果计算油门踏板角度变化率未达到预设值，则回转速度随着油门踏板角度变化引起发动机转速的增加而渐渐增加；如果油门踏板角度变化率超过预设值，起重机控制器12则根据超过预设值比例所在区间进行发动机转速变化过程补偿，使发动机转速变化过程减缓，补偿函数: y₅=k₈k₇x₂+b₁，y₅为发动机转速，k₇为发动机转速与油门踏板角度系数，k₈为发动机转速补偿系数，设定区间范围为[0.5，1]，x₂为油门踏板角度，b₁为发动机怠速设定值，通常设定为800r/min，如此时起重机控制器12计算油门角度变化率为0.015°/ms，则超过预设值比例50%，则根据预存的系数与超过预设值比例关系，设定相应系数，如k₈设定为0.7；

或当油门踏板角度变化率超过预设值时，力限控制器10则根据超过预设值比例所在区间，进行泵排量摆角控制阀输入电流变化过程补偿，设定补偿函数为：y₆=k₉kx+b，y₆为补偿后泵排量摆角控制阀电流，k₉为补偿系数，设定区间为[0.3，1]。

此时回转系统根据手柄角度形成最终泵排量摆角控制阀2电流，形成相应的泵排量，在发动机转速的设定下，通过一定的速比设计，形成相应的泵转速，从而与泵排量一起形成相应的泵流量，通往回转马达4，建立驱动力矩，克服回转惯性力矩及缓冲力矩等阻力力矩后，驱动回转动作。

为实现回转启停的稳定控制，减小启停冲击，本专利借助于动态缓冲控制阀8与动态制动器5，实现回转的平缓启停：

在回转启动过程前，起重机控制器12控制先导系统11，使先导油向动态缓冲控制阀8供油，力限控制器10根据缓冲踏板角度，控制输入到动态缓冲控制阀8的电流，使动态缓冲控制阀8输出相适应压力液压油作用到动态制动器5

当进行回转启动操作时，进行缓冲踏板15动作，同时操控手柄14，并渐渐退出缓冲踏板15，使缓冲踏板15渐渐回位，即降低在动态制动器形成的缓冲力矩，使不断增加的驱动力矩在克服惯性力矩及缓冲力矩后，使回转渐渐平稳启动；

当进行起重机回转停止时，操纵手柄14回位，力限控制器10根据起重机状态信息，设定回转缓冲速度限定值，当回转速度降低到缓冲速度限定值以下后，如回转速度小于0.2r/min以下时，进行缓冲踏板15动作，使回转渐渐平稳减速并停止；当回转速度大于速度缓冲限定值时，如果进行缓冲踏板动作，即使缓冲踏板角度变化较大，力限控制器10控制动态缓冲控制阀8，使其输出相适应压力液压油到动态制动器5，不允许进行动态缓冲，以保护动态制动器。

当在吊载前，操纵者需要进行自由滑转动作，以确保吊载物重心与吊绳竖直延伸点保持一致，控制原理及控制策略如图1和图3所示：常态下自由滑转控制阀7在起重机开启时左位工作，即回转马达4两端关闭，当操作者吊载前需要进行起重机自由滑转操作时，则控制自由滑转控制阀7，同时力限控制器10根据当前起重机状态信息，进行自由滑转速度补偿，具体补偿方法如下：

不同的伸臂长度区间，则对应相应的最大限制自由滑转速度，力限控制器10从状态信息获取伸臂长度，判断所在区间，从而设定最大自由滑转速度，从而对自由滑转控制阀开口度进行限定，即对输入到自由滑转控制阀电流值进行限定，使起重机能够稳定自由滑转，补偿函数为y₇=k₁₁k₁₀x₃+b₂，y₇为自由滑转控制阀速度补偿后电流，x₃为自由滑转控制信号对应数值， k₁₀为自由滑转控制信号对应数值和自由滑转控制阀电流系数，b₂为自由滑转控制阀动作触发后初始电流值，k₁₁为伸臂速度限制系数:为不同伸臂长度下最大限制自由滑转速度与设计最大回转速度之比， 伸臂长度越长，则系数越小，。

或对力限控制器10控制输出到自由滑转控制阀电流变化率进行计算，如果电流变化率超出当前状态预设值，则对力限控制器控制输出到自由滑转控制阀电流进行补偿，使其电流变化过程减慢，确保自由滑转平稳，补偿函数为：y₈=k₁₂k₁₀x₃+b₂，y₈为自由滑转控制阀补偿后电流，k₁₂为补偿系数，设定为[0.5，1]。

为实现回转系统安全控制，当不进行回转动作时，泵排量摆角传感器3采集电控变量泵1排量摆角信息，并传递到起重机控制器12，起重机控制器12根据当前手柄角度判断回转系统状态，如果手柄已经回位，即手柄角度对应数值为0，且泵排量摆角没回零位区间，则判定异常，为防止电控变量泵继续输出流量到液压马达，引起动态制动器损坏或闭式回转系统处于最大工作压力下溢流，引起安全问题，则起重机控制器12对发动机进行控制，确保电控变量泵转速为零。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语 “左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种闭式回转控制方法，其特征在于，

所述闭式回转控制方法包括：

获取起重机的当前状态信息，确定吊载重量、变幅角度、伸臂长度工况参数，根据当前工况参数得到当前工况所对应的手柄角度变化率预设值；

获取操纵手柄角度变化信息，计算得出手柄角度变化率；

当手柄角度变化率超过当前工况所对应的手柄角度变化率预设值时，力限控制器（10）对最终输入到泵排量摆角控制阀（2）电流的变化过程进行补偿控制，使输入到泵排量摆角控制阀（2）的控制电流缓慢变化，补偿函数为：y=k₁kx+b，x为手柄角度对应数值，y为泵排量摆角控制阀电流，k为手柄角度对应数值和泵排量摆角控制阀电流对应系数，k₁为补偿系数，设定区间为[0.3，1]， b为手柄触发泵排量变化起始点所对应的泵排量摆角控制阀电流值，力限控制器（10）根据当前手柄角度变化率值超出预设值比例所在区间，设定相对应补偿系数k₁，当前手柄变化率值超出预设值比例越大，则k₁值选取越小，越接近0.3；

或在泵排量摆角控制电流变化过程时间延长，即当手柄角度变化率超出预设值时，进行手柄角度信号所对应数值变化过程补偿，补偿函数为：y₁=k₃k₂x₁，y₁为手柄角度对应数值，x₁为手柄角度，k₂为手柄角度对应数值与手柄角度系数，k₃为手柄角度对应数值补偿系数，设定区间为[0.5，1]，根据手柄变化率值超出预设值比例所在区间，设定相应补偿系数k₃；

如果当前手柄角度变化率低于当前工况对应的手柄角度变化率预设值时，则力限控制器（10）直接根据当前手柄角度信息控制输出相对应的电流，作用到泵排量摆角控制阀（2）；

或，所述闭式回转控制方法包括：

获取起重机的当前状态信息，根据起重机的当前状态信息，确定当前负载力矩；

计算当前负载力矩所占额定起重力矩百分比，当负载力矩所占额定起重力矩百分比超过预设值时，则设定相应负载力矩占比下的最大限制回转速度，同时对控制区间设定补偿函数；力限控制器（10）根据起重机控制器（12）输入的手柄角度信号自动进行输入到泵排量摆角控制阀电流补偿，使整个操控区间输出到泵排量摆角控制阀电流等比例降低；

具体补偿方法：当限定最大回转速度后，设定补偿函数，y₂=k₄kx+b，y₂为补偿后输入到泵排量摆角控制阀电流值，k₄为速度补偿系数，k₄系数设定为当前负载力矩所占百分比下的最大限制回转速度与最大设计回转速度的比值，k为手柄角度对应数值和泵排量摆角控制阀电流对应系数，b为手柄触发泵排量变化起始点所对应的泵排量摆角控制阀电流值；

或，所述闭式回转控制方法包括：当进行回转重载启动或回转高速动作减速操作时，对响应时间进行补偿：

当进行重载回转启动时，由于惯性力矩大，则回转阻力大，回转马达入口需要建立较大的压力进行驱动，为保持响应时间不受负载影响，匹配建压时间以适应当前惯性力矩，即根据负载情况进行响应时间补偿，所述补偿函数为y₃=k₅k₂x₁，y₃为补偿后手柄角度对应数值，x₁为手柄角度，k₂为手柄角度对应数值与手柄角度系数，k₅为区间[1，2]的补偿系数，惯性力矩越大，则补偿系数k₅值越大，越接近2；

当进行较大速度下的回转减速时，因为较大的惯性力矩，为保持回转稳定，所对应的响应时间需要加长，上车回转减速时间加长，所述补偿函数为y₄=k₆k₂x₁，y₄为补偿后手柄角度对应数值，k₆为[0.3，1]区间的补偿系数，速度越大，则补偿系数k₆值越小，越接近0.3；

或，所述闭式回转控制方法包括：

在回转动作过程中，进行油门踏板（13）动作，则油门踏板角度变化；

起重机控制器（12）获取发动机油门踏板（13）角度变化信息，并计算油门踏板角度变化率，当所计算油门踏板角度变化率未达到预设值，则当前回转速度随着发动机转速的增加而渐渐增加；如果计算油门踏板角度变化率超过预设值，起重机控制器（12）根据超过预设值比例所在区间，进行发动机转速变化过程补偿，使发动机转速变化过程减缓，补偿函数为: y₅=k₈k₇x₂+b₁，y₅为发动机转速、k₇为发动机转速与油门踏板角度系数，k₈为发动机转速补偿系数，设定区间范围为[0.5，1]，x₂为油门踏板角度，b₁为发动机怠速设定值；

或当油门踏板角度变化率超过预设值时，力限控制器（10）根据超过预设值比例所在区间，进行泵排量摆角控制阀输入电流变化过程补偿，设定补偿函数为：y₆=k₉kx+b，y₆为补偿后泵排量摆角控制阀电流，k₉为补偿系数，设定数值为[0.3，1]；

或，所述闭式回转控制方法包括：当进行回转启停动作时，借助于动态缓冲控制阀（8）与动态制动器（5），实现回转的平缓启停，包括：

在回转启动过程前，起重机控制器（12）控制先导系统（11），向动态缓冲控制阀（8）供油，力限控制器（10）根据缓冲踏板角度，控制输入到动态缓冲控制阀（8）的电流，使动态缓冲控制阀（8）输出相适应压力液压油作用到动态制动器（5）；

当进行回转启动操作时，进行缓冲踏板（15）动作，同时操控手柄（14），并渐渐退出缓冲踏板（15），使缓冲踏板（15）渐渐回位，即降低在动态制动器形成的缓冲力矩，使不断增加的驱动力矩在克服惯性力矩及缓冲力矩后，使回转渐渐平稳启动；

当进行起重机回转停止时，操控手柄（14）回位，力限控制器（10）根据起重机状态信息，设定回转缓冲速度限定值，当回转速度降低到缓冲速度限定值以下后，进行缓冲踏板（15）动作，使回转渐渐平稳减速并停止；当回转速度大于缓冲限定值时，如果进行缓冲踏板动作，即使缓冲踏板角度变化，力限控制器（10）控制动态缓冲控制阀（8），使其输出相适应压力液压油到动态制动器（5），不允许进行动态缓冲，以保护动态制动器（5）；

或，所述闭式回转控制方法包括：

常态下自由滑转控制阀（7）在起重机开启时左位工作，即回转马达（4）两端关闭；

当操作者吊载前需要进行起重机自由滑转操作时，则控制自由滑转控制阀（7），同时力限控制器（10）根据当前起重机状态信息，进行自由滑转速度补偿；

不同的伸臂长度区间，则对应相应的最大限制自由滑转速度，力限控制器（10）从状态信息获取伸臂长度，判断所在区间，从而设定最大自由滑转速度，从而对自由滑转控制阀开口度进行限定，即对输入到自由滑转控制阀电流值进行限定，使起重机能够稳定自由滑转，补偿函数为：y₇=k₁₁k₁₀x₃+b₂，y₇为自由滑转控制阀补偿后电流，x₃为自由滑转控制信号对应数值，k₁₀为自由滑转控制信号对应数值和自由滑转控制阀电流系数， b₂为自由滑转控制阀动作触发后初始电流值，k₁₁为伸臂速度限制系数，为不同伸臂长度下最大限制自由滑转速度与设计最大回转速度之比，伸臂长度越长，则系数越小；

或对力限控制器（10）控制输出到自由滑转控制阀电流变化率进行计算，如果电流变化率超出当前状态预设值，则对力限控制器控制输出到自由滑转控制阀电流进行补偿，使其电流变化过程减慢，确保自由滑转平稳，补偿函数为：y₈=k₁₂k₁₀x₃+b₂，y₈为自由滑转控制阀补偿后电流，k₁₂为补偿系数，设定区间为[0.5，1]；

或，所述闭式回转控制方法包括：

泵排量摆角传感器（3）采集电控变量泵（1）排量摆角信息，传递到起重机控制器（12），起重机控制器（12）根据当前手柄角度进行判断回转系统状态，如果手柄已经回位，即手柄角度为对应数值为0，且泵排量摆角没回零位区间，则判定异常，则起重机控制器（12）对发动机进行控制，确保电控变量泵（1）转速回零。

2.一种闭式回转控制系统，其特征在于，包括闭式回转控制装置，所述的闭式回转控制装置包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作，以执行根据权利要求1所述的闭式回转控制方法。

3.根据权利要求2所述的闭式回转控制系统，其特征在于，

所述闭式回转控制系统包括：电控变量泵（1）、泵排量摆角控制阀（2）、泵排量摆角传感器（3）、回转马达（4）、回转速度传感器（6）、自由滑转控制阀（7）、动态制动器（5）、动态缓冲控制阀（8）、先导系统（11）、状态信息模块（9）、油门踏板（13）、操纵手柄（14）、缓冲踏板（15）、力限控制器（10）、起重机控制器（12）；

所述油门踏板（13）、操纵手柄（14）、缓冲踏板（15）、泵排量摆角传感器（3）、回转速度传感器（6）分别与起重机控制器（12）信号输入端连接，起重机控制器（12）信号输出端与先导系统（11）相连；

起重机的状态信息模块（9）与力限控制器（10）信号输入端连接，力限控制器（10）信号输出端分别与泵排量摆角控制阀（2）、自由滑转控制阀（7）、动态缓冲控制阀（8）相连；

所述起重机控制器（12）与所述力限控制器（10）相互连接，实现信息交互；所述先导系统（11）液压油经过动态缓冲控制阀（8）与动态制动器（5）相连。

4.根据权利要求3所述的闭式回转控制系统，其特征在于，

所述起重机的状态信息模块（9）包括伸臂长度信息模块、变幅角度信息模块、吊重信息模块、底盘倾斜角度信息模块、回转角度信息模块、支腿状态信息模块、配重配置状态信息模块，分别与力限控制器（10）相连。

5.一种起重机，其特征在于：包括权利要求2-4任一项所述的闭式回转控制系统。

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