[發明專利]雙起升雙吊具場橋控制系統及其控制方法

無效

• 申請號: 201010114550.8
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN102079481A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 徐為民;顧偉;褚建新;康偉
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B66C13/06
• 分類號: B66C13/06;B66C13/22;B66C13/48
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 岳強

技術領域：

本發明涉及一種港口裝卸機械的控制系統，特別涉及一種雙起升雙吊具場橋控制系統以及與該系統配套使用的控制方法。

背景技術：

場橋控制的目標是要實現負載的防搖和負載的精確對位。現在廣泛使用中的場橋大部分都是單起升場橋系統，都以手工控制操作為主，只是在一些大型集裝箱場橋中為了達到更好的操作效果，提高裝卸效率，安裝了一些機械防搖裝置和電子防搖裝置，但這些都不是自動化場橋系統，即都沒有從根本上實現場橋操作的自動控制，即自動防搖控制和定位控制。

為了能夠實現對場橋的自動控制，在有些單起升場橋也采用了諸如PLC等作為場橋控制器，但是這些場橋控制器很多沒能同時實現負載防搖和負載定位的控制。這些場橋控制系統在結構上有各種形式，一般使用了一個位置控制器或一個擺角控制器，但這些場橋控制系統中普遍采用了比較復雜的速度傳感器進行小車速度反饋，同時使用了攝像頭、角度傳感器等檢測裝置實現負載擺角的檢測，這些檢測裝置價格昂貴，使用復雜，抗干擾能力差，維護也不方便，有的還對使用環境有特殊要求(比如采用攝像頭進行角度識別就要求天氣狀況良好，具備能見度高，無塵無霧無雨等自然條件)，控制系統工作的適應能力差。

雙起升雙吊具場橋是一種新型港口裝卸機械，由于它具有兩個起升吊具，因而大大提高了裝卸效率，同時這種雙起升雙吊具場橋結構復雜，工作方式多樣，給控制帶來很大的難度。雙起升雙吊具場橋具有兩個可以單獨起升的吊具系統，現有的單場橋控制系統無法直接應用到雙起升雙吊具場橋中來解決雙吊具場橋的位置控制和防搖定位控制問題。

發明內容：

本發明針對上述現有場橋控制系統所存在的缺陷，而提供一種雙起升雙吊具場橋控制系統，該系統采用位置傳感器和加速度計進行信息檢測，成本低廉，使用可靠，維護簡單，完全克服了上述問題。

為了達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

雙起升雙吊具場橋控制系統，該系統應用于雙起升雙吊具場橋控制，所述控制系統包括實時檢測雙起升雙吊具場橋系統中場橋小車位置的位置傳感器和加速度的加速度計、小車位置控制器、第一吊具擺角控制器、第二吊具擺角控制器以及驅動雙起升雙吊具場橋系統的場橋小車驅動器；所述小車位置控制器接受場橋操作指令和位置傳感器檢測的場橋小車位置信號形成的位置偏差控制信號，該偏差信號再與小車速度估計值一起運算得到位置控制信號，所述第一吊具擺角控制器和第二吊具擺角控制器根據加速度計檢測的場橋小車加速度信號分別計算得到控制第一吊具和第二吊具的第一吊具擺角控制信號和第二吊具擺角控制信號；所述位置控制信號與第一吊具擺角控制信號、第一吊具擺角控制信號綜合形成最終場橋控制信號，并輸入到場橋小車驅動器；所述場橋小車驅動器根據最終場橋控制信號驅動雙起升雙吊具場橋運動。

所述控制系統中還包括位置檢測單元以及加速度檢測單元，所述位置檢測單元通過CAN總線獲取位置傳感器檢測到的小車位置信號，并對小車位置信號進行濾波、變換、隔離和A/D轉換處理；所述加速度檢測單元通過CAN總線獲取加速度計檢測到的場橋小車加速度信號，并對場橋小車加速度信號進行濾波、變換、隔離和A/D轉換處理。

所述控制系統中還包括小車速度估計器，所述小車速度估計器根據檢測到的場橋小車位置信號，經過運算得到小車的速度估計值，并將得到小車速度估計值輸入至小車位置控制器。

所述控制系統中還包括第一吊具擺角估計器和第二吊具擺角估計器，所述第一吊具擺角估計器和第二吊具擺角估計器分別根據檢測到的場橋小車加速度信號估計第一吊具的擺角和第二吊具的擺角，并將估計得到的第一吊具的擺角和第二吊具的擺角分別輸入至第一吊具擺角控制器和第二吊具擺角控制器。

本發明的另一個目的為提供一種雙起升雙吊具場橋控制系統的控制方法，該控制方法能夠實現雙起升雙吊具場橋系統中小車和雙吊具擺角的控制。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

雙起升雙吊具場橋控制系統的控制方法，該控制方法基于雙起升雙吊具場橋控制系統實施，所述控制方法包括如下步驟：

(1)控制臺發出控制指令，指定雙起升雙吊具場橋系統中場橋小車運行的目標位置；

(2)在位置傳感器和加速度計的第一個采樣周期內，該控制指令經過小車位置控制器的處理發送到場橋小車驅動器，控制場橋小車運行到一定位置；