[實用新型]基于模糊神經元PID控制器的抓斗起重機快速精確定位裝置

有效

• 申請號: 201420412316.7
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN204138189U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 曹小華;李青夏;張謝君;丁吉;汪瑋;楊露
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B66C13/22
• 分類號: B66C13/22
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 孟慶繁

技術領域

本實用新型涉及抓斗起重機定位裝置，特別涉及一種基于模糊神經元PID控制器的抓斗起重機快速精確定位裝置。?

背景技術

隨著自動控制技術在起重機領域的應用，橋式抓斗起重機已經從單一的搬運工具逐步演變成自動化、柔性化生產的重要組成部分。起重機朝著智能化發展，而起重機智能化的核心體現就是要抓斗的自主定位。傳統控制方式只是簡單的通過控制各機構電機轉速，從而完成相應動作，控制精度差，定位不準確，導致起重機的作業效率低下。?

目前有一種用于起重機的激光定位裝置，將激光測距儀安裝在端梁上，在承軌梁上安裝反射板，將測量值傳輸到控制系統，從而控制電機的啟停，進而實現起重機的定位。該種定位裝置不僅局限于大車、小車方向的定位，而且安裝困難，裝置的維護成本較高。?

同時，在自動化程度較高的起重機上，也可通過PID控制器(Proportion?Integration?Differentiation.比例-積分-微分控制器)或神經元PID控制器調節電機轉速來實現起重機定位。抓斗起重機的定位點是動態的，根據作業要求實時變化。但傳統的PID控制器在使用過程中，控制參數KP、KI、KD就固定不變，系統容易出現超調、易振蕩等現象。而神經元PID控制器實現對控制參數的自動調整，在一定程度上提高了控制器的穩定性和控制精度，但其神經增益K是固定不變的，故系統魯棒性和控制精度仍有不足。?

發明內容

本實用新型的目的是提供一種基于模糊神經元PID控制器的可以實現抓斗起重機快速精確定位裝置，可以自主定位，定位快速精確，安裝方便。?

本實用新型為實現上述目的所采取的技術方案是：包括編碼器、模糊神經元PID控制器、變頻器、超聲波傳感器、可編程控制器和觸摸屏。編碼器分別安裝在大車、小車的電機低速軸上，轉軸和起升卷筒上。編碼器和變頻器通過Profibus總線與可編程控制器連接。超聲波傳感器安裝在起重機前側左右兩端，?通過A/D轉換器與可編程控制器連接。觸摸屏通過RS-485總線與可編程控制器連接。?

按上述方案，所述的模糊神經元PID控制器是一種可以進行控制器參數自調整和自適應功能的智能控制器，具體的是將神經元控制器、PID控制器和模糊控制器串聯在一起，以抓斗起重機的坐標預設值和實際值的偏差e為神經元控制器的輸入，以偏差e和偏差變化率ec作為模糊控制器的輸入，用神經元控制器實時調整PID的控制參量K_P、K_I、K_D，用模糊控制器實時調整神經元控制器的控制參量K。?

按上述方案，所述的編碼器采用用于位置測量的絕對值編碼器，數量根據抓斗起重機的電機數量和卷筒數量確定。?

按上述方案，所述的觸摸屏連接有報警模塊，具有抓斗起重機運行狀態的實時顯示與聲光報警功能。?

本實用新型與現有技術相比，由于在抓斗起重機上采用模糊神經元PID控制器與編碼器結合的定位裝置，同時利用超聲波檢測裝置對起重機實際運行位置的人工校準，實現了快速精確的定位要求。同時觸摸屏可通過RS-485總線與可編程控制器的通信，達到實時監控目的。具有自主定位，定位快速精確，安裝方便的優點。?

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。?

圖2為本實用新型實施例的控制原理圖。?

圖3為本實用新型實施例的抓斗運行示意圖。?

圖中：1.抓斗實際位置，2.抓斗目標點，3.大車，4.小車，5.抓斗,6.編碼器，7.模糊神經元PID控制器，8.超聲波傳感器，9.可編程控制器，10.變頻器，11.電機，12.觸摸屏，13.狀態轉換器，14.模糊控制器?

具體實施方式

結合附圖，對本實用新型的具體實施進一步說明。?

如圖1所示，包括編碼器6、模糊神經元PID控制器7、變頻器10、超聲?波傳感器8、可編程控制器9和觸摸屏12。編碼器6分別安裝在大車3、小車4的電動機低速軸，轉軸和起升卷筒上。編碼器6和變頻器10通過Profibus總線與可編程控制器9連接。超聲波傳感器8安裝在起重機前側左右兩端，通過A/D轉換器與可編程控制器9連接。起重機前側為起重機向右運行時右側。觸摸屏12通過RS-485總線與可編程控制器9連接。?