超大型构件的整体提升动作过程与转速反馈控制

一、型构件的整体提升动作过程
先分析单个提升器的动作过程，上升时，提升器主油缸大腔进油，活塞杆外伸，下锚夹具由于向下自锁作用卡紧钢绞线，主油缸缸体上升，上锚自动脱开，将重物提升；一个行程结束，提升主油缸小腔进油，活塞杆缩回，上锚卡紧钢绞线，下锚自动脱开，如此往复，便将重物一步一步提起。
下降时，由于要克服上、下锚的向下自锁作用，因此在锚具油缸主动打开的情况下，还留有一段附加的脱锚行程△，才能完成下降动作。
提升过程中，多提升器联动时的各束钢绞线负载均衡是一个解决的问题。通过集群提升器主油路并联和特定的提升动作规律，实现各束钢绞线的负载自动均衡。由于各提升器主油缸并联，各缸油压相等。在上升流程的第①步，对应某束较松钢绞线的油缸会先伸出，该束钢绞线被张紧，直至各缸油压一致。当该油缸先到达“全伸”位置时，所有油缸都停止伸缸，这样，各束钢绞线张力便在提升过程中趋于一致。因此，这一步有各束钢绞线张力自动均衡的作用。同样，在图2中下降流程的第②步也有类似的作用。这样，在整个上升或下降过程中，通过这种自动调整，使每一吊点各束钢绞线张力始终保持均衡状态。
型构件的整体提升并不是简单的起吊提升，它牵涉到被提升构件本身的特性，形状，提升姿态及内部应力等情况。因此，应当根据不同的提升对象和要求，制定不同的提升控制策略，如构件的垂直度(水平度)控制，相对位移控制，应力控制等。液压提升机械正确、合理的控制策略是成功提升的先决条件、以上海东方明珠广播电视塔钢天线桅杆整体提升为例，在提升过程中，为使百余米长的天线杆始终保持垂直，须东、南、西、北四侧液压提升器组同步升降；同时，为避免对边提升器组独自承载(此时天线杆仍垂直).造成对边负载过大，须使四侧的提升负载基本相等。因此，天线杆垂直和提升负载均衡是同步提升的控制目标，实现这个控制目标的控制策略为：
(1)以东侧提升器组为主令组，控制电流设定，升、降速度恒定；
(2)西侧提升器组以东西向垂直度偏差值跟随东侧组，天线杆东西向垂直；
(3)北侧提升器组以南北向垂直度偏差值跟随南侧组，天线杆南北向垂直；
(4)南侧提升器组以东西侧油压之和与南北侧油压之和的偏差值跟随东侧组，各组负载负衡。
通过上述控制策略，实现了天线杆东西、南北之间的垂直和四侧的负载均衡，使天线杆提升以平稳的姿态穿过狭小的电视塔中间平台和筒体，没有发生任何倾斜和碰撞，获得了令人满意的控制效果。
二、液压提升机的变量泵控马达闭式系统的转速反馈控制
针对液压顶升存在的上述有关问题，国内也有一些高等院校、机构和相关企业开展研究，试图解决这些问题。但从对液压提升机现有液压系统结构与控制方式的分析，可以得出这样的结论，改变液压提升机综合操控性能改变其控制方式，即不应再是简单的手动操作与控制，而应是计算机自动控制模式。通过系统的速度闭环控制，解决系统速度刚性差等问题，为变量泵控马达的转速反馈闭环控制系统原理框图，通过引入转速、位置反馈，可以提高系统的控制精度，系统的动静态品质与马达转速控制精度都可由转速大闭环予以。
接在原有系统基础上增加闭环控制环节难以解决关键问题，因为目前液压提升机存在问题的根本原因是伺服变量机构控制下的变量泵控马达调速方式，不改变这种调速方式，难以实现液压提升机的转速闭环控制，从而解决其存在的控制问题。
液压顶升器从以上分析可以看出，液压提升机采用转速闭环控制是解决目前液压提升机手动简单操作，提高提升机的工作性能和性能的出路。
变频液压调速方式属于变转速调速方式，不同于变排量调速方式，具有以下一些优点：
(1)变频调速液压系统避免了节流损耗和溢流、泄荷损耗，提高了电机的效率，改变了功率因数。系统发热减少，系统，系统节能性好。这些方面其它的液压调速方式难以相比较。
(2)可大范围连续调速，在小流量时与节流调速一起使用，则可达到很宽的调速范围。
(3)采用、对系统要求低的定量泵代替结构复杂的变量泵，避免了使用对传动介质要求高的伺服变量机构，提高了系统的性。另外，油泵的转速与流量成正比，当所需的流量减少时，油泵的转速也随之降低，地减少了油泵磨损，降低了噪声，延长了元件的使用寿命。
(4)变频器可内置PID控制和采用无速度反馈矢量控制等，系统具有好的控制性能。
但是，煤矿液压顶升装置是复杂的泵控马达系统，是具有大惯性负载、变参数的非线性系统，且存在液压驱动系统与液压制动系统分别是泵控单马达或多马达系统与阀控多缸系统的集成，存在着机电液祸合和结构刚柔性祸合等问题，而且其低速性、启动和换向平稳性、调速精度等性能要求较高。因此应用于液压提升机中的变频液压调速技术，不同于现有的应用于液压电梯或注塑机等产品中的变频液压调速技术，有许多理论和技术问题值得进一步深入研究。