[发明专利]基于自学习的塔式起重机危险状态回转控制方法

说明书

技术领域

本发明属于塔机起升自动控制技术领域，用于处理塔机在危险状态下的回转平稳减速、停止的被动控制，具体涉及一种基于自学习的塔式起重机危险状态回转控制方法。

背景技术

塔式起重机（亦称塔机）是建设房屋和桥梁的主要运输作业工具。一方面，工作重心高、起重载荷大、运行速度快，塔机工作中蕴藏较多的危险因素，特别是在现代大型建筑工地，多塔机协同工作的条件下，塔机工作情况更加复杂，塔机更容易发生恶性事故。另一方面，塔机操作属于高空作业，司机注意力长时间高度集中，劳动强度大，容易疲劳，经常处于接近极限状态作业，为塔机重大事故埋下隐患。目前，欧洲国家以及东南亚的香港、台湾、韩国、新加坡等城市均有强制的法规，要求施工塔机必须安装塔机安全监控装置。塔机安全监控设备的一个核心功能之一就是：防止塔机与周边建筑以及与协同作业塔机之间发生碰撞，上述功能需要在危险状态下对塔机的危险运行施行控制，从而避免碰撞事故发生。

塔机起重臂转动惯性大，不同型号塔机的转动惯性不同，回转控制困难，同时，塔机的现场环境复杂，如现场风速，载荷惯性等，都会影响塔机的回转控制，如果塔机回转控制不当将会对塔机钢结构产生冲击，还可能导致塔机的作业范围变小，影响施工进度。因此，塔机的回转控制方法是塔群防碰撞的重点，近几年已有高校以及研究所对塔群防碰撞装置进行研究，实现了塔机对危险状态的判断以及报警，然而系统一般不会对塔机进行控制，主要就是因为塔机回转的平稳控制相当困难。

塔机的运动状态是受塔机司机的操控，它是一种人的主观行为，一般情况司机发现危险，会提前采取减速、停车的行为，然而，有些情况下，司机没有发现危险，此时，防碰撞装置将会根据危险情况，做出避障控制，这种控制将会是一种被动控制，是一种辅助控制的原则，基本原理是：在安全状态下，不干预人的操作，当发生危险，系统截断人为操作行为的实施，也就是提前切断人的危险操作行为，从而避免危险发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于自学习的塔式起重机危险状态回转控制方法，解决了现有技术中的司机没有发现危险情况，导致危险发生的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于自学习的塔式起重机危险状态回转控制方法，依赖一种防碰撞装置，首先对塔机的惯性进行自学习，然后借助对塔机危险状态的识别，利用预设的被动控制方案，对塔机回转实行控制，具体按照以下步骤实施：

步骤1：在塔机上对塔机惯性、以及回转运行特性进行自学习；

步骤2：根据塔机当前运行状态，视情进行减速或停车控制；

步骤3：塔机低速截断控制后，将执行闭环控制，进入停止位置调整过程，系统实时检测塔机当前转速，当塔机转速为零，停止回转；如果此时塔机危险角大于理想停车位置，系统将重新开启塔机控制方向的低速，允许塔机继续低速前行，靠近目标位置；

步骤4：塔机失控，进入危险警戒线，立即采取刹车制动，直接停止塔机运动，刹车延时一定时间，然后打开刹车，允许塔机向安全方向转动。

本发明的有益效果是：

1）系统采用被动、辅助控制方式，只对塔机危险行为进行截断控制，避免危险发生，不会主动引起塔机运行，这样，充分发挥司机行为的自主性，以及人的灵活性，通过辅助的方式，避免人的错误行为。

2）通过自学习的方式了解塔机的回转性能，在此基础上，当塔机回转进入危险状态，系统提前对塔机施行减速、停车控制，有利于停车的平稳，避免了回转控制的冲击。

3）由于塔机的运行状态复杂，受当前的环境影响比较大，采取固定的开环减速停止控制，会导致塔机控制位置不好，影响塔机作业范围，本发明利用塔机速度以及危险状态的反馈信息，当塔机进入截止低速后，采取闭环控制，施行低速重启策略，调整塔机回转停止位置，保证了平稳性停车的同时，保证了塔机的作业空间。

附图说明

图1是本发明塔机回转控制方法中的控制结构框图；

图2是本发明塔机回转控制方法中的被动控制原理框图；

图3是本发明塔机回转控制方法中的控制原理示意图。

图中，1.主控制器，2.回转角度检测仪，3.回转角速度检测仪，4.小车变幅检测仪，5.无线通讯模块，6.司机操作手柄，7.电气控制柜，8.塔机回转电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。