CN103112782A - 多卷扬系统的同步控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多卷扬系统的同步控制装置及方法，多卷扬系统包括吊钩、通过钢丝绳连接吊钩的多组卷扬及对应的变量泵和变量马达，同步控制装置包括安装在吊钩上的倾角传感器和控制器，控制器用于接收倾角传感器输出的倾角信号，并根据倾角信号生成对多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整多卷扬系统中的变量马达的转速。本发明采用安装在吊钩上的倾角传感器对倾角进行感测，并通过倾角信号来准确反映钢丝绳的长度差，再通过控制器对多卷扬系统的排量调节来调整多卷扬系统中变速马达的转速，从而实现多卷扬系统的钢丝绳运动同步，因此本发明相比于现有的通过编码器测量钢丝绳长度再实施同步调节的控制精度更高、速度更快、裕量更大。

Description

多卷扬系统的同步控制装置及方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种多卷扬系统的同步控制装置及方法。

背景技术

随着起重吨位的不断增加，履带起重机向大吨位方向发展。由于起重吨位过大，单个卷扬无法提供足够的驱动力，采用多卷扬（通常为双卷扬和四卷扬）是增加履带起重机起重能力的有效方法。由于多卷扬系统压力波动、泄露、负载干扰、马达结构参数差异以及非线性摩擦阻力等因素的影响，常常使多卷扬系统的运动不同步，导致钢丝绳长度存在偏差，进而引起吊钩滑轮组倾斜。倾斜的吊钩滑轮组与钢丝绳之间形成一定的夹角，这将加剧钢丝绳和滑轮组的磨损。实施同步控制，增加多卷扬系统的运动同步性将有效地减小钢丝绳与滑轮组的磨损，提高卷扬系统的使用寿命和可靠性。

对于双卷扬系统，现有的同步控制方式通常采用主从式闭环同步控制，即将双卷扬系统分为主、副卷扬系统，在主、副卷扬系统的滚筒输出轴上安装旋转编码器，测量滚筒转过的角位移；根据角位移计算主、副卷扬钢丝绳长度；当主、副卷扬钢丝绳长度存在偏差时，通过PID控制器调节副卷扬系统的变量泵或变量马达的排量，以调节副卷扬马达的转速，最终消除主、副卷扬钢丝绳的长度差，实现双卷扬同步。

这种主从式闭环同步控制还存在着一些缺陷，包括：

1、操作繁琐：采用这种控制方法要求每次安装起重机时都需要标定钢丝绳初始长度，要求每次吊装前都需要手动调节钢丝绳长度使吊钩处于水平状态；

2、钢丝绳长度差测量不准确：采用编码器测钢丝绳长度，由于滚筒运行过程中可能存在空转，且由于滚筒加工误差、缠绕钢丝绳层数偏差、负载偏差导致钢丝绳弹性伸长量不同，都会导致钢丝绳长度差测量不准确；

3、反复调平：钢丝绳长度的测量误差会影响同步控制精度，导致吊钩运行一段距离后，依然会发生倾斜，当吊钩倾斜角度超过许用值时，则需要停止同步模式，对吊钩采用手动调平操作后再继续运行。

对于四卷扬系统，尚没有方便适用同步控制方案。

发明内容

本发明的目的是提出一种多卷扬系统的同步控制装置及方法，能够实现多卷扬系统的较高精度的同步控制。

为实现上述目的，本发明提供了一种多卷扬系统的同步控制装置，所述多卷扬系统包括吊钩、通过钢丝绳连接所述吊钩的多组卷扬及对应的变量泵和变量马达，其中所述同步控制装置包括安装在所述吊钩上的倾角传感器和控制器，所述控制器用于接收所述倾角传感器输出的倾角信号，并根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于前述的多卷扬系统的同步控制装置的同步控制方法，包括：

在所述多卷扬系统粗略同步运动状态下，控制器接收吊钩上安装的倾角传感器输出的倾角信号；

所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速。

进一步的，所述多卷扬系统为双卷扬系统，所述双卷扬系统包括第一组的第一变量泵和第一变量马达，以及第二组的第二变量泵和第二变量马达。

进一步的，所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成变量泵排量控制信号，并根据所述变量泵排量控制信号分别对所述第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整。

进一步的，所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成变量马达排量控制信号，并根据所述变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整。

进一步的，所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成变量泵排量控制信号和变量马达排量控制信号，并根据所述变量泵排量控制信号分别对所述第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，以及根据所述变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整。

进一步的，所述多卷扬系统为四卷扬系统，所述四卷扬系统包括对应于所述吊钩的左连板的第一组的第一变量泵和第一变量马达，以及第二组的第二变量泵和第二变量马达，对应于所述吊钩的右连板的第三组的第三变量泵和第三变量马达，以及第四组的第四变量泵和第四变量马达。

进一步的，所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述左连板和右连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第一变量泵排量控制信号和第二变量泵排量控制信号，以及根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成第三变量泵排量控制信号；

根据所述第一变量泵排量控制信号分别对所述第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整；

根据所述第二变量泵排量控制信号分别对所述第三变量泵和第四变量泵进行排量的相反调节，进而对所述第三变量马达和第四变量马达的转速进行调整；

根据所述第三变量泵排量控制信号分别对第一、二组中的变量泵和第三、四组中的变量泵进行排量的相反调节，进而对第一、二组和第三、四组中的变量马达的转速进行调整。

进一步的，所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述左连板和右连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第一变量马达排量控制信号和第二变量马达排量控制信号，以及根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成第三变量马达排量控制信号；

根据所述第一变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整；

根据所述第二变量马达排量控制信号分别对所述第三变量马达和第四变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第三变量马达和第四变量马达的转速进行调整；

根据所述第三变量马达排量控制信号分别对第一、二组中的变量马达和第三、四组中的变量马达进行排量的相反调节，进而对第一、二组和第三、四组中的变量马达的转速进行调整。

进一步的，所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述左连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第一变量泵排量控制信号和第一变量马达排量控制信号，根据所述右连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第二变量泵排量控制信号和第二变量马达排量控制信号，以及根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成第三变量泵排量控制信号和第三变量马达排量控制信号；

根据所述第一变量泵排量控制信号分别对所述第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，以及根据所述第一变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整；

根据所述第二变量泵排量控制信号分别对所述第三变量泵和第四变量泵进行排量的相反调节，以及根据所述第二变量马达排量控制信号分别对所述第三变量马达和第四变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第三变量马达和第四变量马达的转速进行调整；

根据所述第三变量泵排量控制信号分别对第一、二组中的变量泵和第三、四组中的变量泵进行排量的相反调节，根据所述第三变量马达排量控制信号分别对第一、二组中的变量马达和第三、四组中的变量马达进行排量的相反调节，进而对第一、二组和第三、四组中的变量马达的转速进行调整。

进一步的，所述多卷扬系统粗略同步运动状态由主令手柄为所述多卷扬系统中的变量泵和变量马达均输入相同的排量控制信号来实现。

进一步的，所述控制器为变速积分PID控制器、PID控制器、模糊控制器或模糊PID控制器。

基于上述技术方案，本发明采用安装在吊钩上的倾角传感器对倾角进行感测，并通过倾角信号来准确反映钢丝绳的长度差，再通过控制器对多卷扬系统的排量调节来调整多卷扬系统中变速马达的转速，从而实现多卷扬系统的钢丝绳运动同步，因此本发明相比于现有的通过编码器测量钢丝绳长度再实施同步调节的控制精度更高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明多卷扬系统的同步控制装置的一实施例的控制原理示意图。

图2为本发明多卷扬系统的同步控制装置的另一实施例的控制原理示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

在本发明实施例中，多卷扬系统包括吊钩、通过钢丝绳连接所述吊钩的多组卷扬及对应的变量泵和变量马达。为了实现多卷扬系统的同步控制，则同步控制装置实施例包括倾角传感器和控制器，其中倾角传感器安装在吊钩上，可以随着其所附着的物体在空间内的倾斜程度输出相应的倾角信号，而倾角信号传输给控制器后，控制器可以根据接收到的倾角信号生成对多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，用以调整多卷扬系统中的变量马达的转速，进而实现多卷扬系统的钢丝绳运动同步。

在工程机械领域中，根据不同的应用场合可采用不同数量的卷扬，以下仅针对双卷扬系统和四卷扬系统的同步控制过程进行举例说明，而其他多卷扬系统的同步控制装置及方法虽未在本文列出，但在相同技术构思下应将保护延及本文未列出的其他多卷扬系统。

如图1所示，为本发明多卷扬系统的同步控制装置的一实施例的控制原理示意图。在本实施例中，多卷扬系统为双卷扬系统，所述双卷扬系统包括第一组的第一变量泵和第一变量马达，以及第二组的第二变量泵和第二变量马达。在双卷扬系统粗略同步运动状态下，控制器接收吊钩上安装的倾角传感器输出的倾角信号，并根据倾角信号生成对双卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整双卷扬系统中的变量马达的转速。

在本实施例中，控制器优选采用变速积分PID控制器，其可根据吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成变量泵排量控制信号y，并根据变量泵排量控制信号y分别对第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，进而对第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整。

这里的根据变量泵排量控制信号y分别对第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节是指根据变量泵排量控制信号y的正负情况来选择对第一变量泵实现负（正）作用调节，同时对第二变量泵实现相反的正（负）作用调节，通过这种对两个变量泵的排量的相反调节最终实现双卷扬同步运动。

在本实施例中，双卷扬系统的粗略同步运动优选通过主令手柄主令手柄为所述多卷扬系统中的变量泵和变量马达均输入相同的排量控制信号r来实现的。

结合图1来说，在运动过程中，假如钢丝绳1的运动速度大于钢丝绳2的运动速度，由于两绳运动不同步，因此会造成吊钩倾斜，而吊钩上的倾角传感器可以检测出这种倾角的变化，并将倾角信号提供给控制器，控制器就可以根据倾角信号来生成对应的变量泵排量控制信号y。变量泵排量控制信号y的大小和正负与吊钩倾斜的方向和角度有关，对于钢丝绳1运动速度更大的情况，变量泵排量控制信号y可相应的生成对应的负的调整值，即对第一变量泵的排量进行负调节，在排量控制信号r的基础上降低其排量，进而降低驱动钢丝绳1所对应的卷筒的第一变量马达的转速，从而减小了钢丝绳1的运动速度，同时还对第二变量泵的排量进行正调节，在排量控制信号r的基础上提高其排量，进而提高驱动钢丝绳2所对应的卷筒的第二变量马达的转速，从而增加了钢丝绳2的运动速度。通过对钢丝绳1和钢丝绳2的运动速度的反向调节，消除了两绳运动的同步误差，实现了双卷扬系统的同步控制，并且由于采用了对两个变量泵同时进行排量的反向调节，因此相比于现有的同步控制手段，本实施例在调节速度上更快。

另一方面，在双卷扬钢丝绳长度差一定的条件下，本实施例所述的变量泵排量控制信号y相比于现有的同步控制手段中所用到的控制信号要更小，因此本实施例可以针对于更大钢丝绳长度差进行调节，具有更大的同步调节裕量。

如图2所示，为本发明多卷扬系统的同步控制装置的另一实施例的控制原理示意图。在本实施例中，多卷扬系统为四卷扬系统，四卷扬系统包括对应于吊钩的左连板的第一组的第一变量泵和第一变量马达，以及第二组的第二变量泵和第二变量马达，对应于所述吊钩的右连板的第三组的第三变量泵和第三变量马达，以及第四组的第四变量泵和第四变量马达。在四卷扬系统粗略同步运动状态下，控制器接收吊钩上安装的倾角传感器（包括吊钩本身和吊钩的左右连板上安装的倾角传感器）输出的倾角信号，并根据倾角信号生成对四卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整四卷扬系统中的变量马达的转速。

在本实施例中，控制器优选采用变速积分PID控制器，其可根据左连板和右连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第一变量泵排量控制信号y1和第二变量泵排量控制信号y2，以及根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成第三变量泵排量控制信号y3。控制器再根据第一变量泵排量控制信号y1分别对第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整；根据第二变量泵排量控制信号y2分别对第三变量泵和第四变量泵进行排量的相反调节，进而对所述第三变量马达和第四变量马达的转速进行调整；根据所述第三变量泵排量控制信号y3分别对第一、二组中的变量泵和第三、四组中的变量泵进行排量的相反调节，进而对第一、二组和第三、四组中的变量马达的转速进行调整。

与双卷扬系统的同步控制过程类似，四卷扬系统的控制器也是通过变量泵排量控制信号来对不同的变量泵进行相反调节，只是既要对吊钩整体所连的钢丝绳进行调整，也要对吊钩的左右连板所连的钢丝绳分别进行调整。

在本实施例中，四卷扬系统的粗略同步运动优选通过主令手柄为所述四卷扬系统中的变量泵和变量马达均输入相同的排量控制信号r来实现的。

结合图2来说，在运动过程中，假如钢丝绳1的运动速度大于钢丝绳2的运动速度，由于两绳运动不同步，因此会造成左连板倾斜，而左连板上的倾角传感器可以检测出这种倾角的变化，并将倾角信号提供给控制器，控制器就可以根据倾角信号来生成对应的变量泵排量控制信号y1。变量泵排量控制信号y1的大小和正负与左连板倾斜的方向和角度有关，对于钢丝绳1运动速度更大的情况，变量泵排量控制信号y可相应的生成对应的负的调整值，即对第一变量泵的排量进行负调节，在排量控制信号r的基础上降低其排量，进而降低驱动钢丝绳1所对应的卷筒的第一变量马达的转速，从而减小了钢丝绳1的运动速度，同时还对第二变量泵的排量进行正调节，在排量控制信号r的基础上提高其排量，进而提高驱动钢丝绳2所对应的卷筒的第二变量马达的转速，从而增加了钢丝绳2的运动速度。

同理，假如钢丝绳3的运动速度小于钢丝绳4的运动速度，由于两绳运动不同步，因此会造成右连板倾斜，而右连板上的倾角传感器可以检测出这种倾角的变化，并将倾角信号提供给控制器，控制器就可以根据倾角信号来生成对应的变量泵排量控制信号y2。变量泵排量控制信号y2的大小和正负与右连板倾斜的方向和角度有关，对于钢丝绳3运动速度较小的情况，变量泵排量控制信号y2可相应的生成对应的正的调整值，即对第三变量泵的排量进行正调节，在排量控制信号r的基础上提高其排量，进而提高驱动钢丝绳3所对应的卷筒的第三变量马达的转速，从而提高了钢丝绳3的运动速度，同时还对第四变量泵的排量进行负调节，在排量控制信号r的基础上降低其排量，进而降低驱动钢丝绳4所对应的卷筒的第四变量马达的转速，从而降低了钢丝绳4的运动速度。

考虑到四卷扬系统还可以出现左连板对应的钢丝绳与右连板对应的钢丝绳整体上运动不同步的情形，那么就可以通过安装在吊钩上的倾角传感器来检测出吊钩倾角的变化，并将倾角信号提供给控制器，控制器就可以根据倾角信号来生成对应的变量泵排量控制信号y3。变量泵排量控制信号y3的大小和正负与吊钩本身倾斜的方向和角度有关，对于左连板所对应的钢丝绳整体运动速度偏大的情况，变量泵排量控制信号y3可相应的生成对应的负的调整值，即同时对第一变量泵和第二变量泵的排量进行负调节，在排量控制信号r以及变量泵排量控制信号y1的基础上降低其排量，进而降低驱动左连板所对应的钢丝绳所对应的卷筒的第一变量马达和第二变量马达的转速，从而降低了左连板所对应的钢丝绳的运动速度，同时还对第三变量泵和第四变量泵的排量进行正调节，在排量控制信号r以及变量泵排量控制信号y2的基础上提高其排量，进而提高驱动右连板所对应的钢丝绳所对应的卷筒的第一变量马达和第二变量马达的转速，从而提高了右连板所对应的钢丝绳的运动速度。

通过上述调节过程消除了吊钩及连板所连的钢丝绳运动的同步误差，实现了四卷扬系统的同步控制，并且由于采用了对多个变量泵进行排量的分组及组内反向调节，因此相比于现有的同步控制手段，本实施例在调节速度上更快。

另一方面，在四卷扬钢丝绳长度差一定的条件下，本实施例所述的变量泵排量控制信号y1、y2、y3相比于现有的同步控制手段中所用到的控制信号要更小，因此本实施例可以针对于更大钢丝绳长度差进行调节，具有更大的同步调节裕量。

在上述双卷扬系统和四卷扬系统的同步控制装置中，还可以采用调节变量马达的排量的方式，或者既调整变量泵又调整变量马达的方式。其中，对于双卷扬系统，控制器可以根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成变量马达排量控制信号，并根据所述变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整。控制器也可以根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成变量泵排量控制信号和变量马达排量控制信号，并根据所述变量泵排量控制信号分别对所述第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，以及根据所述变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整。

由于调节变量马达的排量存在着马达排量调节过小导致压力超载保护的风险，而这种风险会造成变量马达的排量会自动调节到最大排量，致使卷扬之间转速差急剧增大，因此单纯调节变量泵的排量的方式要优于单纯调节变量马达排量或者同时调节变量泵和变量马达的排量的方式。

对于四卷扬系统，控制器可以根据所述左连板和右连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第一变量马达排量控制信号和第二变量马达排量控制信号，以及根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成第三变量马达排量控制信号；根据所述第一变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整；根据所述第二变量马达排量控制信号分别对所述第三变量马达和第四变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第三变量马达和第四变量马达的转速进行调整；根据所述第三变量马达排量控制信号分别对第一、二组中的变量马达和第三、四组中的变量马达进行排量的相反调节，进而对第一、二组和第三、四组中的变量马达的转速进行调整。

控制器也可以根据所述左连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第一变量泵排量控制信号和第一变量马达排量控制信号，根据所述右连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第二变量泵排量控制信号和第二变量马达排量控制信号，以及根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成第三变量泵排量控制信号和第三变量马达排量控制信号；

根据所述第一变量泵排量控制信号分别对所述第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，以及根据所述第一变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整；

根据所述第二变量泵排量控制信号分别对所述第三变量泵和第四变量泵进行排量的相反调节，以及根据所述第二变量马达排量控制信号分别对所述第三变量马达和第四变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第三变量马达和第四变量马达的转速进行调整；

根据所述第三变量泵排量控制信号分别对第一、二组中的变量泵和第三、四组中的变量泵进行排量的相反调节，根据所述第三变量马达排量控制信号分别对第一、二组中的变量马达和第三、四组中的变量马达进行排量的相反调节，进而对第一、二组和第三、四组中的变量马达的转速进行调整。

同样的，由于调节变量马达的排量存在着马达排量调节过小导致压力超载保护的风险，而这种风险会造成变量马达的排量会自动调节到最大排量，致使卷扬之间转速差急剧增大，因此单纯调节变量泵排量的方式要优于单纯调节变量马达排量或者同时调节变量泵和变量马达排量的方式。

另外，控制器除了可采用变速积分PID控制器之外，在另一实施例中，还可以采用经典的PID控制器、模糊控制器或模糊PID控制器等，由于这些控制器均属于工业控制中常用的控制器，这里就不再赘述其功能和结构了。

通过对本发明多卷扬系统的同步控制装置及方法的多个实施例的说明，可以看到本发明多卷扬系统的同步控制装置及方法实施例具有以下一种或多种优点：

1、同步精度高：由于钢丝绳长度差会通过吊钩倾角准确反映出来，当吊钩倾角调节为零时，就必定实现了多卷扬系统钢丝绳的运动同步，这比现有通过编码器测钢丝绳长度后再实施同步调节的控制精度更高；

2、同步调节速度快：当吊钩倾角反映出多卷扬系统运动不同步时，控制器输出的控制信号同时反向调节多卷扬系统的运行速度（运动快的卷扬系统调慢，运动慢的卷扬系统调快），因此比现有的主从式同步控制方法更快；

3、同步调节裕量大：在多卷扬钢丝绳长度差一定的条件下，输出的变量马达排量控制信号比现有的主从式同步控制方法输出的控制信号更小，因此可对更大钢丝绳长度差进行调节，具有更大的同步调节裕量。

综上所述，本发明多卷扬系统的同步控制装置及方法可以适用于各类采用多卷扬系统的工程机械设备，尤其适合应用在履带起重机中。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (12)

1.一种多卷扬系统的同步控制装置，所述多卷扬系统包括吊钩、通过钢丝绳连接所述吊钩的多组卷扬及对应的变量泵和变量马达，其中所述同步控制装置包括安装在所述吊钩上的倾角传感器和控制器，所述控制器用于接收所述倾角传感器输出的倾角信号，并根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速。

2.一种基于权利要求1所述的多卷扬系统的同步控制装置的同步控制方法，包括：

在所述多卷扬系统粗略同步运动状态下，控制器接收吊钩上安装的倾角传感器输出的倾角信号；

所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速。

3.根据权利要求2所述的同步控制方法，其中所述多卷扬系统为双卷扬系统，所述双卷扬系统包括第一组的第一变量泵和第一变量马达，以及第二组的第二变量泵和第二变量马达。

4.根据权利要求3所述的同步控制方法，其中所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成变量泵排量控制信号，并根据所述变量泵排量控制信号分别对所述第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整。

5.根据权利要求3所述的同步控制方法，其中所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成变量马达排量控制信号，并根据所述变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整。

6.根据权利要求3所述的同步控制方法，其中所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成变量泵排量控制信号和变量马达排量控制信号，并根据所述变量泵排量控制信号分别对所述第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，以及根据所述变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整。

7.根据权利要求2所述的同步控制方法，其中所述多卷扬系统为四卷扬系统，所述四卷扬系统包括对应于所述吊钩的左连板的第一组的第一变量泵和第一变量马达，以及第二组的第二变量泵和第二变量马达，对应于所述吊钩的右连板的第三组的第三变量泵和第三变量马达，以及第四组的第四变量泵和第四变量马达。

8.根据权利要求7所述的同步控制方法，其中所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述左连板和右连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第一变量泵排量控制信号和第二变量泵排量控制信号，以及根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成第三变量泵排量控制信号；

根据所述第一变量泵排量控制信号分别对所述第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整；

根据所述第二变量泵排量控制信号分别对所述第三变量泵和第四变量泵进行排量的相反调节，进而对所述第三变量马达和第四变量马达的转速进行调整；

根据所述第三变量泵排量控制信号分别对第一、二组中的变量泵和第三、四组中的变量泵进行排量的相反调节，进而对第一、二组和第三、四组中的变量马达的转速进行调整。

9.根据权利要求7所述的同步控制方法，其中所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述左连板和右连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第一变量马达排量控制信号和第二变量马达排量控制信号，以及根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成第三变量马达排量控制信号；

根据所述第一变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整；

根据所述第二变量马达排量控制信号分别对所述第三变量马达和第四变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第三变量马达和第四变量马达的转速进行调整；

根据所述第三变量马达排量控制信号分别对第一、二组中的变量马达和第三、四组中的变量马达进行排量的相反调节，进而对第一、二组和第三、四组中的变量马达的转速进行调整。

10.根据权利要求7所述的同步控制方法，其中所述控制器根据所述倾角信号生成对所述多卷扬系统进行排量调节的排量控制信号，以调整所述多卷扬系统中的变量马达的转速的操作包括：

所述控制器根据所述左连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第一变量泵排量控制信号和第一变量马达排量控制信号，根据所述右连板上分别安装的倾角传感器输出的连板倾角信号分别生成第二变量泵排量控制信号和第二变量马达排量控制信号，以及根据所述吊钩上安装的倾角传感器输出的吊钩倾角信号生成第三变量泵排量控制信号和第三变量马达排量控制信号；

根据所述第一变量泵排量控制信号分别对所述第一变量泵和第二变量泵进行排量的相反调节，以及根据所述第一变量马达排量控制信号分别对所述第一变量马达和第二变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第一变量马达和第二变量马达的转速进行调整；

根据所述第二变量泵排量控制信号分别对所述第三变量泵和第四变量泵进行排量的相反调节，以及根据所述第二变量马达排量控制信号分别对所述第三变量马达和第四变量马达进行排量的相反调节，进而对所述第三变量马达和第四变量马达的转速进行调整；

根据所述第三变量泵排量控制信号分别对第一、二组中的变量泵和第三、四组中的变量泵进行排量的相反调节，根据所述第三变量马达排量控制信号分别对第一、二组中的变量马达和第三、四组中的变量马达进行排量的相反调节，进而对第一、二组和第三、四组中的变量马达的转速进行调整。

11.根据权利要求2所述的同步控制方法，其中所述多卷扬系统粗略同步运动状态由主令手柄为所述多卷扬系统中的变量泵和变量马达均输入相同的排量控制信号来实现。

12.根据权利要求2所述的同步控制方法，其中所述控制器为变速积分PID控制器、PID控制器、模糊控制器或模糊PID控制器。

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