
本發明總體涉及控制一種機器,具體而言,涉及一種用于減少機器的諧波振動的控制系統。
背景技術:某些機器,諸如自動平地機,具有自然頻率,由于這種自然頻率下的共振,可能會對其操作產生負面影響。自動平地機的自然頻率是機器的許多物理特性的函數,諸如,其重量分布、后輪和犁板之間的距離,以及輪胎特性。此外,自動平地機所遇到的操作條件可能也會影響自然頻率。自然頻率下的激發可能會導致自動平地機內產生諧波振動,通常稱之為“振顫(bounce)”。諧波振動或者振顫通常會在自動平地機的操作速度在特定的范圍內,并且鏟板或犁板上負載較輕時發生。振顫狀態所造成的運動可能會干擾工作表面和犁板之間的接觸,這可能會導致工作表面上產生不平整的飾面或皺褶。這種不平整的飾面可能需要對工作表面進行返工或使用附加材料進行適當的拋光。自動平地機可能會遇到三種不同類型的諧波振動或振顫:俯仰(pitching)振動或振顫、側到側或“鴨行(duck-walk)”振動或振顫、以及垂直振動或振顫。這三種類型的諧波振動或振顫狀態中的每一種都可能會對平整操作產生負面影響。諧波垂直運動或振顫一般會在1.5Hz和3Hz之間的頻率出現。美國專利公開號2010/0051298A1公開了一種系統,用于檢測發生機器振顫所引起的液壓壓力峰值并使其耗散。通過使液壓系統中產生隨機的脈沖或消除脈沖使壓力峰值耗散。前述背景討論的目的僅僅在于幫助讀者,而不是限制本文所述的創新,也不是為了限制或擴展所討論的現有技術。因此,前面的討論不應被視為表明現有系統的任何特定元件不適合與本文所述的創新一起使用,也不旨在表明任何元件在實施本文所述的創新時是必不可少的。本文所述的創新的實施方式和應用由所附的權利要求限定。
技術實現要素:本公開在一個方面中描述一種用于具有原動機和地面接合鏟板的自動平地機的運動的自動化控制的系統。第一傳感器被布置在自動平地機上,且被配置成提供指示所述自動平地機的測得振顫的振顫信號。速度傳感器被布置在自動平地機上,且被配置成提供指示所述自動平地機的對地速度的速度信號。控制器被配置成從所述第一傳感器接收振顫信號,并基于所述振顫信號確定自動平地機的測得振顫的最大幅度。所述控制器進一步被配置成至少部分基于測得振顫的最大幅度產生命令信號以控制自動平地機的對地速度,并發送命令信號來改變自動平地機的速度。在另一個方面中,本公開描述一種控制器實現的方法,所述方法用于調整具有原動機、地面接合鏟板、第一傳感器以及速度傳感器的自動平地機的運動,所述第一傳感器被配置成提供指示所述自動平地機的測得振顫的振顫信號,所述速度傳感器被布置在自動平地機上且被配置成提供指示所述自動平地機的對地速度的速度信號。該方法包括:從所述第一傳感器接收振顫信號,并基于所述振顫信號確定自動平地機的測得振顫的最大幅度。該方法進一步包括:至少部分基于測得振顫的最大幅度在所述控制器內產生命令信號來控制自動平地機的對地速度,并由控制器發送命令信號來改變自動平地機的速度。在又一個方面中,本公開描述了一種自動平地機,其包括原動機、地面接合鏟板、第一傳感器以及速度傳感器,所述第一傳感器被布置在自動平地機上且被配置成提供指示所述自動平地機的測得振顫的振顫信號,所述速度傳感器被布置在自動平地機上并且被配置成提供指示所述自動平地機的對地速度的速度信號??刂破鞅慌渲贸蓮乃龅谝粋鞲衅鹘邮照耦澬盘?,并基于所述振顫信號確定自動平地機的測得振顫的最大幅度。該控制器被進一步配置成至少部分基于測得振顫的最大幅度產生命令信號以控制自動平地機的對地速度,并發送命令信號來改變自動平地機的速度。附圖說明圖1是根據本公開構建的自動平地機的側面立視圖;圖2是根據本公開的防振顫控制系統的方框圖;圖3是流程圖,示出了根據本公開的防振顫控制方法;圖4是自動平地機的垂直振顫的仿真的示范圖;圖5是典型的圖表,描繪了對應于圖5所示的垂直振顫的油門踏板位移的仿真;圖6是在圖4中的6處識別出的部分的放大圖;圖7是在圖5中的7處識別出的部分的放大圖;圖8是與圖6類似的典型的圖表,描繪了包含根據本公開的防振顫控制系統的自動平地機的仿真垂直振顫;以及圖9是與圖7類似的典型的圖表,描繪了來自操作員的油門踏板位移命令的仿真,以及由防振顫控制系統在超越/優先于(override)操作員命令時產生的命令。具體實施方式圖1是可用于根據本公開的實施例的機器的示意圖,諸如,自動平地機10。自動平地機10包括機架11和原動機,諸如,發動機12。一組前輪13可以可操作地連接到機架11且通常鄰近自動平地機10的前端,且兩組后輪14可以可操作地連接到機架11且通常鄰近自動平地機的后端。在一個替代實施例中,可只設置一組后輪14。一組或兩組后輪14可通過可操作地連接到發動機12的動力傳遞機構(圖未示)來驅動。動力傳遞機構可以是任何所需類型的驅動系統,包括靜壓推進系統、電驅動系統或機械驅動系統。操作員駕駛室15可安裝在機架11上,并包括各種控制器、傳感器和操作員使用的其他機構。鏟板或犁板20從機架11向下延伸。犁板20可安裝在鏟板傾斜調整機構21上,鏟板傾斜調整機構21由可旋轉圓形組件22支撐,可旋轉圓形組件22可操作地連接到鏟板傾斜調整機構21。各種液壓缸或其他機構也可以設置用于控制所述犁板20的位置。例如,圓形組件22可通過一對鏟板升降致動器23(只有一個可見于圖1)支撐。調整鏟板升降致動器23能對可轉動圓形組件22的高度,并因此對犁板20的高度進行調整。鏟板升降致動器23可獨立地運動或彼此組合地運動。中心移位缸24可被設置成使圓形組件22從一側移動到另一側。鏟板末端汽缸25可被設置成控制犁板20的邊緣和地面之間的角度。一個或多個側移位汽缸(圖未示)可被設置成控制犁板20相對于圓形組件22的橫向移動。圓形組件22可包括機構,諸如,齒輪的齒,以使犁板20轉動。如果需要的話也可以利用定位和控制所述犁板20的其他方式。自動平地機10可配備有多個傳感器,所述傳感器提供指示(直接地或間接地)機器的各方面的性能或狀態的數據。操作員存在傳感器30可被設置成感測操作員是否坐在操作員駕駛室15內。停車制動傳感器31可被設置成感測停車制動器是否接合。變速器輸出速度傳感器32可被設置成用于感測來自變速器(圖未示)的輸出速度。車輪速度傳感器33可被設置成用于感測后輪14的速度,從而指示自動平地機10的對地速度。一個或多個振顫傳感器可被設置成用于感測所述自動平地機10的振顫或運動。在一個實施例中,第一傳感器,諸如加速度計34,可設置在自動平地機10上。第一傳感器可用于提供加速度信號,該加速度信號指示自動平地機10相對于重力基準測量的加速度。在一個例子中,第一傳感器可提供六個自由度(即,前后、橫向和垂直方向以及俯仰、滾動和偏航)的測量值。在一個替代實施例中,第一傳感器可以是三軸加速度計,提供指示自動平地機沿前后、橫向和垂直方向上測量的加速度的加速度信號。在另一替代實施例中,第一傳感器可以是單軸加速度計,提供自動平地機沿前后、橫向和垂直方向上的混合加速度的測量值。通過第一傳感器監測加速度,可檢測出自動平地機10的運動,其指示自動平地機的振顫。在某些情況下,可能期望將第一個傳感器大體放置在鄰近后輪14處。更進一步地,可能期望將第一傳感器定位在大體鄰近操作員駕駛室15處,以使由所述第一傳感器感測到的運動與操作員感測到的運動在某種程度上匹配。在另一替代配置中,第一傳感器可包括一個或多個液壓壓力傳感器35,所述傳感器35與用于控制犁板20、鏟板傾斜調整機構21以及圓形組件22的一些或全部液壓汽缸相關聯。通過監測汽缸壓力和壓力變化,可對指示自動平地機振顫的特定的壓力特性進行監控。也可以考慮其它類型的傳感器??刂葡到y40可被設置成控制包括機器的防振顫控制方面或功能的自動平地機10的操作。所述控制系統40,如指示與自動平地機10關聯的圖1中的箭頭大體所示,可包括電子控制模塊,諸如,控制器41??刂破?1可接收操作員輸入的命令信號,并控制自動平地機10的各種系統的操作。圖1中顯示控制器41駐留在操作員駕駛室15中,但也可安裝在自動平地機10的任何方便的位置上??刂葡到y40可包括一個或多個輸入裝置(圖未示)來控制自動平地機10和一個或多個傳感器,包括操作員存在傳感器30、停車制動傳感器31、變速器輸出...