[發明專利]一種橋式吊車運行末段防搖定位方法及系統

有效

• 申請號: 201811431682.6
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109384149B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 牛丹;陳有成;朱昱璇;李奇;魏雙;劉進波
• 申請（專利權）人: 東南大學;南京科遠自動化集團股份有限公司;南京聞望自動化有限公司
• 主分類號: B66C13/06
• 分類號: B66C13/06;B66C13/16;B66C13/48
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 柏尚春

1.一種橋式吊車運行末段防搖定位方法，其特征在于該方法為設計專家規則和輸出反饋實現在橋式吊車運行末端的快速防搖和精確定位，包括以下步驟：

步驟1：對角度測量儀采集到的載物角度信號進行限幅濾波，設定兩次采樣之間允許的最大偏差值ΔD，角度測量儀檢測到新值F(n)時進行判斷：當F(n)-F(n-1)＜ΔD，則輸出值F_o＝F(n)，本周期檢測值有效；當F(n)-F(n-1)＞ΔD，則輸出值F_o＝F(n-1)，使用上周期檢測值代替本周期檢測值，限幅濾波可有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾；

步驟2：設計基于專家規則的角度反饋控制器，設小車加速度與載物角速度方向相同，當載物角速度θ'＜0，小車加速度a＜0，小車減速；當載物角速度θ'＞0，小車加速度a＞0，小車加速，設計角度反饋控制器的傳遞函數為G(s)＝K*(T*s+1)，s為拉普拉斯算子，載物角度的門限值為0＜θ₁＜θ₂，載物角速度門限值為0＜θ′₁＜θ′₂，角度反饋控制器的比例系數K遵從如下的自適應法則：

角度反饋控制器的時間常數T遵從如下的自適應法則：

步驟3：設計位置反饋控制器，對于位置反饋控制器，角度反饋控制器的調節時間相對較小，將角度反饋控制器等效為一個比例環節，設計傳遞函數為的控制器作為位置反饋控制器，同時將控制器放在反饋通道消除PD環節中零點對系統動態性能的影響；

步驟4：設計前向通道補償，在前向通道內加入一個比例環節K₃，調節前向通道增益使得在快速抑制載物擺動的同時使橋式吊車準確定位；

步驟5：設計負載角度幅值采集器，在載物做類單擺運動的一個周期內，分別采集載物角度的最高值θ_max和最低值θ_min，得出載物在做類單擺運動的一個周期內的擺動幅度Δθ＝θ_max-θ_min；

步驟6：根據工業現場要求確定橋式吊車小車位置精度和載物擺角限值θ₀，當橋式吊車在運行末段小車的位置誤差在允許范圍內且Δθ＜θ₀時，停止向變頻器模塊發送加速度大小及方向指令，整個防搖定位系統運行結束。

2.根據權利要求書1所述的一種橋式吊車運行末段防搖定位方法，其特征在于該方法采用的系統主要包括：角度測量儀模塊(101)、激光測距儀模塊(102)、PLC模塊(103)、上位機模塊(104)、變頻器模塊(105)、電機模塊(106)；所述上位機模塊(104)給定橋式吊車小車目標位置值后，角度測量儀模塊(101)對采集到的載物角度信號進行限幅濾波并反饋至PLC模塊(103)；所述激光測距儀模塊(102)實時小車的實時位置并反饋至PLC模塊(103)；所述PLC模塊(103)將得到的反饋值和上位機模塊(104)給定的目標位置值在線計算得到橋式吊車小車的加速度大小及方向并傳送至變頻器模塊(105)；所述變頻器模塊(105)控制橋式吊車小車電機模塊(106)實現橋式吊車運行末段的防搖定位。

3.根據權利要求書2所述的一種橋式吊車運行末段防搖定位方法，其特征在于：所述上位機模塊(104)與角度測量儀模塊(101)和激光測距儀模塊(102)相連；所述角度測量儀模塊(101)和激光測距儀模塊(102)輸出端和PLC模塊(103)輸入端相連；所述PLC模塊(103)輸出端和變頻器模塊(105)輸入端相連；所述變頻器模塊(105)輸出端和電機模塊(106)輸入端相連。