[發(fā)明專利]基于正反POSICAST輸入整形法的起重機防搖控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510916217.1
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105388761B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郁春麗;牛王強
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31230
• 代理人: 陳偉勇

本發(fā)明涉及一種基于正反POSICAST輸入整形法的起重機防搖控制方法，包括方法一：時刻之后的擺角回到零的正反向POSICAST方法、方法二：Td時刻之后的擺角回到零的正反向POSICAST方法、和方法三：時刻之后的擺角回到零的正反向POSICAST方法。其中T_d是系統(tǒng)的阻尼振蕩周期。本發(fā)明適用于有阻尼系統(tǒng)，也適用于無阻尼二階系統(tǒng)。由于此方法是開環(huán)控制方法，本發(fā)明的優(yōu)點是不需要用于閉環(huán)反饋的測量傳感器。本發(fā)明使用階躍加速度輸入，針對的是階躍加速度輸出的整形，與脈沖加速度輸入方法比較，速度連續(xù)變化，易于工程實現(xiàn)。本發(fā)明適用于任何以階躍信號作為輸入，有阻尼的二階系統(tǒng)，用于防搖擺或者想要某項輸出最終回到原始位置的系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及港口起重機防搖控制方法，具體涉及一種基于正反POSICAST 輸入整形法的起重機防搖控制方法。

背景技術(shù)

有關(guān)輸入整形技術(shù)的研究最早起源于抑制小阻尼伺服系統(tǒng)的振蕩模態(tài)的殘留振蕩。這種方法的側(cè)重點是利用時間延遲的手段設(shè)計出最為合適的輸入整形控制器來避免對象的振蕩，是一種開環(huán)控制方法。輸入整形器不但僅僅采用簡單的開環(huán)控制方法就能實現(xiàn)起重機防搖效果，而且避免了采用反饋控制方案時測量反饋信號所要用到的不可避免的昂貴的測量裝置，使得此方案容易推廣。

目前國內(nèi)將輸入整形技術(shù)應(yīng)用到起重機防搖領(lǐng)域的研究有很多，具有代表性的是上海振華重工集團。上海振華重工集團采用兩段加速法，兩段加速法：在初始時刻給定小車一個恒定的加速度a，小車處于加速階段；在T/4時刻，對小車疊加-a的加速度，此時小車從加速狀態(tài)進入勻速狀態(tài)(T是擺角的振蕩周期)；在T/2時刻，向小車疊加a的加速度，小車從勻速狀態(tài)進入加速狀態(tài)；在3T/4時刻，再向小車疊加-a的加速度，此時小車又從加速轉(zhuǎn)態(tài)進入勻速狀態(tài)，此時小車的運行速度正好達到預(yù)設(shè)的速度。整個過程中，負(fù)載的擺角也隨小車速度的變化而變換，負(fù)載擺角的輸出響應(yīng)是這四個加速度作為階躍輸入的響應(yīng)的疊加，所以3T/4時刻，擺角回到零。但是上海振華重工集團的兩段加速方法針對的是無阻尼系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對相應(yīng)知識的缺陷，解決基于輸入整形法的針對有阻尼防搖系統(tǒng)的開環(huán)控制法，如何使擺角在最短的時間內(nèi)回到零。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于正反POSICAST輸入整形法的起重機防搖控制方法，整個系統(tǒng)通過控制小車的加速度a_c，進而調(diào)節(jié)小車的運行速度V_c，使得負(fù)載的擺角得到控制，以達到防搖的目的。其中，負(fù)載質(zhì)量為m,吊繩長度為L,負(fù)載通過吊繩和小車相連,負(fù)載搖擺時的切向加速度為a_m，切向速度為V_m，k為擺角最后穩(wěn)定時的幅值，ω_n為自然震蕩頻率，ξ為阻尼比，ω_d為阻尼震蕩頻率，吊繩與垂直方面的夾角為θ，所述系統(tǒng)的階躍響應(yīng)是：

其特征在于，所述基于正反POSICAST輸入整形法的起重機防搖控制方法是方法一、方法二、和方法三中的一個可選方法；其中T_d是小車和負(fù)載構(gòu)成的系統(tǒng)的阻尼振蕩周期，σ為超調(diào)量，

方法一：時刻之后的擺角回到零的正反向POSICAST方法；