[发明专利]一种振动打桩机偏心力矩和打击频率的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及建筑桥梁、房屋、港口、水利工程实施、沿海大陆架水域等施工所用的偏心块式振动打桩机，尤其涉及振动打桩机偏心力矩和打击频率的控制系统，对各种偏心块式振动打桩机的打桩频率和偏心力矩进行控制。

背景技术

振动打桩机的工作对象是情况十分复杂的土壤，现有的偏心块式振动打桩机的偏心力矩高达几百至上千牛米，偏心力矩固定，不能调节，起动时负荷很大，因此，很难适应变化着的工作条件。目前，为了能够实时调整偏心力矩和打击频率，采用在停机后进行机械或手工操作来调整偏心力矩，无法准确和稳定地调整。

现有的调频调矩技术一般采用机械结构实现，难以实时、精确跟踪和自动适应变化着的工作条件，将调频调矩技术用于偏心块式振动机械时，结构复杂且高频率对应着大的偏心力矩只能实现有级调节，并且频率和力矩不能分开调节。

发明内容

本发明提供了一种基于干扰观测器的振动打桩机偏心力矩和打击频率的控制系统，实现无级连续、稳定地分别调整打击频率和偏心力矩。

本发明采用的技术方案是：振动打桩机的打桩头内部包括主从动轴、偏心块和齿轮，两个马达分别连接并驱动两个主轴旋转，与两个主轴对应的两个从动轴上分别设置两个相位传感器，两个马达分别连接两个液压泵，分别控制两个液压泵的两个伺服阀分别连接两个伺服放大器，两个伺服放大器分别连接控制装置，控制装置分别连接开关按钮组和数据采集卡，数据采集卡分别连接两个相位传感器；所述控制装置内部具有主速度控制器、从速度控制器、相位控制器、两个差分运算器和干扰观测器；采用内外双层嵌套方式控制偏心力矩和打击频率，外层的主驱动控制以输入的速度预设值分别经串接的主速度控制器、一伺服放大器、一伺服阀、一马达、一相位传感器和一差分运算器，将一马达的转速相位转变为速度；外层的从驱动控制是将实测的一马达转速相位与预设的一马达和另一马达转速相位差的差作为执行元件的理想输入与实测的一马达转速相位比较，将比较的偏差值输入相位控制器后传递给从速度控制器控制串接的另一伺服放大器、另一伺服阀和另一马达，另一相位传感器反馈实测的另一马达转速相位给相位控制器以控制相位差；内层的另一差分运算器前侧连接另一相位传感器、后侧连接干扰观测器，干扰观测器的输出端连接低通滤波器，干扰观测器将另一马达的实测转速与参考转速作比较，获得的等价干扰负反馈给相位控制器输出端。

本发明是一种基于干扰观测器的双层嵌套的控制系统，能以设定值灵活、及时、快速、稳定地调整打击频率和偏心力矩。在振动打桩机运转过程中通过程序控制的方式分别实现无级连续调整频率和偏心力矩的大小，保证了振动打桩机的品质。结构简单，性能可靠，可以远距离控制。

附图说明

图1为本发明的结构连接图；

图2为图1的控制原理图；

图3为图2中干扰观测器34的构造图。

图中：1.控制装置；2.伺服放大器；3.伺服放大器；4.液压泵；5.伺服阀；6.马达；7.主轴；8.齿轮；9.偏心块；10.从动轴；11.齿轮；12.偏心块；13.相位传感器；14.相位传感器；15.偏心块；16.从动轴；17.齿轮；18.偏心块；19.主轴；20.齿轮；21.马达；22.伺服阀；23.散热器；24.泵；25.开关按钮组；26.数据采集卡；27.速度预设值；28.相位差；29.主速度控制器；30.相位控制器；31.从速度控制器；32.差分运算器；33.差分运算器；34.干扰观测器。

具体实施方式