[发明专利]一种塔式起重机回转控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种塔式起重机回转控制系统，包括：

减速驱动机构，用于将获得的驱动转矩传递到塔式起重机大臂，以驱动大臂回转；

电动机，用于驱动所述减速驱动机构运转；

变频器，用于根据电动机实际运行速度和预设的大臂回转速度估算模型估算大臂回转速度，并根据给定的大臂回转速度和估算的大臂回转速度生成电动机速度指令，以实时调整电动机运行速度，使实际的大臂回转速度跟随给定的大臂回转速度；

其特征在于，所述预设的大臂回转速度估算模型为：

其中，ω_d为估算的大臂回转速度，ω_m为电动机实际运行速度，r₁为塔式起重机的大臂驱动齿轮中的小齿轮的半径，r₂为塔式起重机的大臂驱动齿轮中的大齿轮半径，K₁为减速驱动机构的减速比，K_f为大臂阻尼系数，K_t为塔式起重机的塔身抗扭曲刚度，J_d为大臂惯量，s代表微分。

2.根据权利要求1所述的一种塔式起重机回转控制系统，其特征在于，所述变频器包括：

大臂回转速度估算模块，用于接收电动机反馈的实际运行速度，并根据电动机实际运行速度和大臂回转速度估算模型进行计算，以获得估算的大臂回转速度；

电机速度调整模块，用于根据估算的大臂回转速度和给定的大臂回转速度实时调整电动机运行速度指令；

电机控制模块，用于根据所述电动机运行速度指令计算电压空间矢量；

电机驱动模块，用于根据所述电压空间矢量生成PWM信号以驱动电动机运行。

3.根据权利要求1或2所述的一种塔式起重机回转控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

速度指令操作平台，用于根据用户操作指令生成给定的大臂回转速度，并将给定的大臂回转速度传递给变频器。

4.权利要求1至3任意一项所述塔式起重机回转控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

S1、根据电动机实际运行速度和预设的大臂回转速度估算模型估算大臂回转速度；

S2、根据给定的大臂回转速度和估算的大臂回转速度生成电动机速度指令，以实时调整电动机运行速度，使实际的大臂回转速度跟随给定的大臂回转速度；

S3、根据所述电动机速度指令生成对应的PWM信号以驱动所述电动机运行，回转至步骤S1；

其中，所述预设的大臂回转速度估算模型为：

其中，ω_d为估算的大臂回转速度，ω_m为电动机实际运行速度，r₁为塔式起重机的大臂驱动齿轮中的小齿轮的半径，r₂为塔式起重机的大臂驱动齿轮中的大齿轮半径，K₁为减速驱动机构的减速比，K_f为大臂阻尼系数，K_t为塔式起重机的塔身抗扭曲刚度，J_d为大臂惯量，s代表微分。

5.根据权利要求4所述的塔式起重机回转控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据电动机实际运行速度和预设的大臂回转速度估算模型估算大臂回转速度，具体包括：

接收电动机反馈的实际运行速度，将电动机实际运行速度和大臂回转速度估算模型进行计算，以获得估算的大臂回转速度。

6.根据权利要求4或5所述的塔式起重机回转控制系统的控制方法，其特征在于，所述根据给定的大臂回转速度和估算的大臂回转速度生成电动机速度指令，以实时调整电动机运行速度，使实际的大臂回转速度跟随给定的大臂回转速度，具体包括：

接收由速度指令操作平台所给定的大臂回转速度，并根据所述给定的大臂回转速度和所述估算的大臂回转速度生成实时调整电动机运行速度指令，

根据所述电动机运行速度指令计算出电压空间矢量，

根据所述电压空间矢量生成PWM信号以驱动电动机运行。