一种避免起重机吊装作业掉转速的控制方法与流程

本发明涉及起重机吊装作业，特别是关于一种避免起重机吊装作业掉转速的控制方法。

背景技术：

1、在建筑工程、工厂转运及矿山施工等领域，起重机作为一种不可或缺的工程车辆被广泛应用。近年来，受市场环境变化影响，起重机行业面临着成本控制的巨大压力。为满足市场对低价起重机的需求，主机厂普遍采取匹配更小排量发动机的降本策略。

2、然而，匹配小排量发动机的起重机在吊装作业中面临显著的挑战，尤其是在涉及憋压的极端工况下。通常理解的超载吊装，由于负载是随吊装过程逐步增加的，系统压力随之缓慢上升，发动机控制系统有相对充裕的时间通过逐步增加喷油量来匹配负载增长，因此发动机转速通常能够保持稳定，仅表现为吊装速度的减缓，并不会出现转速骤降。真正的动力不足风险出现在当起重机动作达到机械限位终点时，例如大臂变幅至最高或最低位、伸缩臂完全伸出或缩回到底、支腿伸至最大或最小行程。在此类状态下，液压油缸已完全锁死，液压油流动路径被阻断，若操作者仍满行程推动操作手柄强行供油，液压系统压力将在无缓冲的情况下瞬间飙升至溢流阀设定的系统最高额定压力。这种压力冲击对发动机而言相当于一个瞬时的极高负载，极易导致发动机因无法及时提供匹配的动力而发生转速急剧下降，甚至被憋熄火，严重影响了作业的安全性与连续性。

3、针对上述起重机吊装作业中因憋压导致的发动机掉转速问题，目前行业内普遍采用的技术手段是令发动机控制系统进行后置的、被动的响应。典型的做法包括尝试提前喷油以及在监测到转速下降时增加喷油量。然而，这些方法存在明显的局限性：提前喷油的时机往往难以精确把控，过早或过晚均无法达到理想效果；而简单地多喷油虽然能在一定程度上补偿动力，但极易导致燃烧不充分，使得排气烟度急剧增大，既不符合日益严格的排放法规要求，也恶化了工作环境。总体而言，现有技术方案效果有限，无法在避免掉转速或熄火的同时，有效兼顾发动机的动力性、响应速度与排放控制，难以满足当前匹配小排量发动机的起重机在复杂工况下对稳定、高效、清洁作业的迫切需求。

4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种避免起重机吊装作业掉转速的控制方法，解决背景技术的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种避免起重机吊装作业掉转速的控制方法，包括如下步骤：

3、s1：获取起重机的液压泵实时压力p与发动机的实时转速n；

4、s2：计算所述液压泵实时压力p的变化速率p'；

5、s3：将所述变化速率p'与第一预设阈值a进行比较，若p'大于a，则判定液压泵压力正在迅速增大；

6、s4：将所述液压泵实时压力p与第一压力区间进行比较，若p处于第一档范围b1≤p≤b2，则判定泵压较大，存在掉转速风险；

7、s5：当判定为即将掉转速时，对发动机控制器的pid参数进行实时修正，具体包括：对比例修正系数δkp叠加正偏置，对积分修正系数δki叠加负偏置，对微分修正系数δkd叠加负偏置，以提前提升控制器响应速度；其中，pid控制器的初始基准参数kp0、ki0、kd0基于发动机台架试验标定获得，实时修正后的pid参数按下式计算：kp = kp0 + δkp，ki =ki0 + δki，kd = kd0 + δkd，pid输出控制量ε对应喷油量、喷油脉宽或目标扭矩，其计算公式为：ε = kp * e + ki * ∫ e dt + kd * de/dt，e为转速偏差；

8、s6：若所述液压泵实时压力p处于第二档范围b2＜p＜b3，则判定泵压过高，发动机即将面临大幅度掉转速；

9、s7：如步骤s6的判定为泵压过高，提升发动机转速至目标值，以增加发动机最大扭矩和动力性，以降低掉转速风险；

10、s8：若所述液压泵实时压力p处于第三档范围，则判定泵压特别大，发动机存在被压熄火的风险；

11、s9：计算所述发动机实时转速n的下降速率n'；

12、s10：将所述下降速率n'与限值c进行比较，若n'达到或超过c，则判定转速下降过快，液压泵需求功率大于发动机输出功率，发动机存在被压熄火风险；

13、s11：根据所述发动机实时转速n与目标转速的差异，计算出发动机的转速偏差∆n；

14、s12：若所述转速偏差∆n处于第一档范围d1≤∆n≤d2，则判定发动机转速轻微下降；

15、s13：如果步骤s12判定为发动机转速轻微下降，则修正柴油喷射压力以增大轨压，并修正柴油喷射时间以增大正时，从而改善柴油雾化、延长混合时间，促进完全燃烧并有效降低烟度；

16、s14：在步骤s13生效的基础上，增加喷射进气缸的柴油量，直到烟度达标，增加喷油量可提升动力输出以减缓掉转速速度，同时保持烟度与原状态一致；

17、s15：若所述转速偏差∆n大于第二档阈值d2，则判定发动机转速已下降至较低水平，存在被压熄火风险；

18、s16：若同时满足步骤s8、步骤s10和步骤s15的判定条件，则精准判断发动机即将被压熄火，立即减少液压泵的排量以降低泵压，使液压系统动力需求显著低于发动机动力输出值，从而使发动机转速快速回升，避免发动机熄火。

19、在本发明的一实施方式中，所述步骤s1中，获取起重机的液压泵实时压力p与发动机的实时转速n的具体方式为：通过整车控制器输出所述液压泵实时压力p，通过发动机控制器输出所述发动机实时转速n。

20、在本发明的一实施方式中，所述步骤s5总体执行了模糊pid自适应修正功能；所述模糊pid自适应修正功能基于对液压泵压力变化速率p'及当前压力档位的实时监测，在发动机转速实际下降发生之前，提前偏置pid输出修正值，主动对pid控制器的比例、积分、微分系数施加预定的偏置调整；如果监测到转速出现下降趋势，经偏置调整后的pid控制器能够立即产生大幅度的正偏差修正输出。

21、在本发明的一实施方式中，所述步骤s7中提升发动机转速至目标值的操作，根据所述液压泵实时压力p进入第二档范围b2＜p＜b3的判定结果，执行主动性预防措施；所述主动性预防措施通过发动机控制器提高转速设定目标，使发动机运行在更高的基础转速区间。

22、在本发明的一实施方式中，所述步骤s13与步骤s14用于优化发动机转速轻微下降阶段的燃烧与动力增强控制；当判定转速偏差∆n处于第一档范围d1≤∆n≤d2时，首先执行燃烧优化步骤：

23、通过轨压提高柴油喷射压力，促进燃油在气缸内的雾化质量；同时，通过增大喷油正时，控制柴油喷入气缸时间提前，延长燃油与空气的混合时间；当烟度测定值达到额定阈值，判定为烟度得到有效控制，增加循环喷油量，继而执行步骤s14的喷油量补偿。

24、在本发明的一实施方式中，步骤s15基于转速偏差信号，判定∆n已大于阈值d2，表征发动机转速已跌落至危险的低水平区间。

25、第二方面，本发明提供了一种避免起重机吊装作业掉转速的控制系统，基于所述的一种避免起重机吊装作业掉转速的控制方法相同的构思，其特征在于，包括多个执行模块，所述执行模块在运行时实现所述的一种避免起重机吊装作业掉转速的控制方法。

26、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种避免起重机吊装作业掉转速的控制方法。

27、第四方面，本发明提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种避免起重机吊装作业掉转速的控制方法。

28、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

29、本发明通过综合监测与逻辑判断，实现发动机在吊装憋压工况下的掉转速风险预警，精准判断从存在风险到即将熄火的不同危险等级。

30、本发明通过建立pid自适应修正功能进行主动修正，从而实现发动机控制器对负载突增的响应速度提升。

31、本发明通过分级联动的控制策略，在发动机转速轻微下降时优先优化燃烧过程，再行增加喷油以提升动力，从而实现动力提升与排放控制的协同优化。