[发明专利]控制用于泵送混凝土的关节臂的振动的方法及相关装置

权利要求书

1.一种通过电子控制器(25)来控制关节臂(10)的振动的主动 方法，所述关节臂包括相互关节连接的多个段(12-17)，所述 多个段中的每个段均与其自身的致动器相关联，其特征在于， 所述方法包括以下步骤：

a)构造所述关节臂(10)由模态变量描述的数值模态模 型(27)，所述数值模态模型基于以臂的结构模式的形式编写 的参考模型并源自于经验数据或源自于结构模型而获得，其 中，在所述模态模型中，描述系统的状态模态变量表示参与到 所述臂的整体动作中的每个振动模式的多少的影响；

b)配置所述电子控制器(25)的增益，其中，所述增益 被表示为通过运动期间由关节臂所设定的实际位置的函数，并 且所述实际位置根据由操作者实际传输到臂的力的值设定；

c)将所述增益乘以参考模态坐标与通过源自于直接测量 到的量的所述模态模型(27)计算出的值之间的差值，以通过 相关的所述致动器中的每一个来确定将施加给所述臂(10)或 施加给至少一部分相关段的控制力；

d)通过状态估计器(26)来估计所述模态坐标以用于估 计测量值；

e)在加法器中将通过使用所述模态坐标估计的所述估计 测量值(38)与真实测量值(32)进行比较并校正所述估计值， 以使其在真实值处收敛；其中，所述校正由估计器通过将所述 真实测量值与所述估计测量值之间的差值乘以一组适合的增 益来进行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为构建所述数值模 态模型(27)，仅使用与第一振动模式相关的影响来获得具有 有限数量的变量的简化且归约的模态模型。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为估计所述归 约模态模型(27)的所述模态坐标，所述估计器(26)使用从 与所述臂(10)的各段(11-17)相关的多个传感器(31)获 得的可得到的测量值，以获取关于所述臂(10)或沿其整个长 度的各段(12-17)的行为的数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述传感器是加速 计、应变仪、延展致动器、或其它类似或相似的元件。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，为了估计所述模态 坐标，所述估计器(26)从所述传感器(31)接收多个测量值 (32)以及实际作用在所述臂(10)上的已知力(33)作为输 入，并以估计状态(34)的形式提供所述模态坐标的所述估计 值作为输出。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在复数高斯平 面中配置所述臂(10)的极点(28)的位置来执行配置所述电 子控制器的所述增益的步骤，其中，在所述极点(28)的所述 配置中，目标是增大所述臂(10)的阻尼。

7.一种用于执行根据权利要求1至3中任一项所述的方法以通过 电子控制器(25)来控制关节臂(10)的振动的主动控制装置， 所述关节臂包括相互关节连接的多个段(12-17)，所述多个段 中的每个段均与其自身的致动器相关联，其特征在于，所述主 动控制装置包括：指令和控制单元，其装备有：处理和存储器 件，用于源自于经验数据或源自于结构模型来构造并存储由模 态变量描述的所述臂(10)的数值模态模型(27)；配置所述 电子控制器(25)的增益的器件；用于将所述增益乘以参考模 态坐标与通过源自于直接测量得到的量的所述模态模型而计 算出的值之间的差值以确定将施加给所述臂(10)或将施加给 至少一部分相关段的控制力的单元；用于估计所述模态坐标的 状态估计器；以及用于将通过使用所述模态坐标估计的估计测 量值(38)与真实测量值(32)进行比较并校正估计值以使所 述估计值在真实值处收敛的加法器。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述致动器(40) 能够由所述电子控制器(25)驱动以将相关的控制力施加给形 成所述臂(10)至少一部分段(12-17)，以控制所述臂或其段 所经受的振动。