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如何主动控制登高车超长柔性臂架回转振动

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，1)独立模态空间控制法可在不影响其它未控模态条件下实现对所需控制模态的独立控制，但需同时获知模态位移及速度。由于臂架回转振动伴随大范围空间运动出现，难以获取回转振动位移或速度信号，一般获取回转振动加速度信号。因此，通过引入模态滤波器实现从物理加速度转换获得模态加速度，进而通过引入状态观测器实现从模态加速度到模态速度、位移的转换。(2)式中:ωi为系统第i阶固有频率。对控制的第i阶回转模态，其模态控制力  (3)模态控制力增益系数gi及hi通常由极点配置法确定，若要求第i阶模态极点配置在λi=αi±βij处，则可由闭环特征方程求得。由振动控制理论，系统阻尼值增加主要通过极点λi在复平面内移动实现，极点距离虚轴越远极点与原点连线矢量与副实轴夹角越小，即系统阻尼越大。为在不改变系统固有频率前提下尽量增大系统阻尼，平移极点最有效，此时极点虚部保持恒值。据实际情况，本文将受控系统的第一阶模态对应极点λ1、λ2分别配置到，此时受控系统阻尼比由0．031到0．25，增大近7倍。对独立模态空间控制算法而言，振动系统各阶模态均相互独立，故获得实际控制力(5)2．2控制系统实现考虑控制的实时性与可靠性，系统用嵌入式控制器实现。CＲIO9014控制器通过模块监测包括泵送开关、减振开关、泵送排量等登高车状态信号;通过NI9233加速度模块实时采集臂架末端横向加速度信号，分析臂架回转振动烈度，并据控制策略计算主动控制变量;通过NI9205应变模块监测臂架结构关键点动应力信号;经NI9401数字模块输出PWM形式控制信号到功率放大器驱动液压作动器给受控对象施加主动控制力。液压作动器由伺服电磁阀、回转液压马达、回转减速机等组成。伺服电磁阀通过调整阀芯位置控制液压油流向、流速，从而控制回转液压马达的正反转及转速。回转液压马达往复转动通过回转减速机驱动回转台往复转动，实现主动控制作用输出。图6系统控制硬件结构图Fig．试验验证与分析为验证振动主动控制方案的有效性，选中联重科ZLZK－80ＲZ超长臂架登高车，实施臂架回转振动主动控制试验，选登高车回转机构作为臂架回转振动主动控制作动器，控制器CＲIO9014安装于登高车侧面电控柜内，控制循环为50ms，在第5臂架末端侧面相互垂直安装2个加速度传感器测量臂架末端振动，传感器型号PCB393B04，灵敏度1000mV/g。在第3臂侧面沿轴线方向粘贴电阻120Ω的应变片测量臂架应力变化。考虑极端工况，此时约75m的超长臂架接近水平姿态，且以泵水模拟实际施工中泵送混凝土介质。登高车试验参数为泵送排量70%、发动机转速1750r/min，混凝土输送缸的泵送频率达0．28Hz，较接近一阶回转模态频率。此时臂架横向柔度最大，模拟实际施工中出现的臂架断续回转运动时回转制动惯性力及泵送换向冲击力的复杂冲击作用导致明显回转振动，振动控制难度亦最大。试验分不施加控制、施加控制进行减振效果对比，其中不施加控制即采用斜坡延时技术，而施加控制即采用本文的振动主动控制技术。初始条件均以最大回转速度操作臂架回转，达稳态速度时突然停止回转操作，实时采集安装于臂架末端的拉线传感器信号及臂架结构某关键点的应变片信号，用于对减振效果评价。