[發明專利]基于迭代-遺傳算法的智能天車防擺控制系統

有效

• 申請號: 202010084630.7
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111268564B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 董硯;陳越;荊鍇;梁晶;劉照麟
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B66C13/06
• 分類號: B66C13/06;G06N3/12
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

1.一種基于迭代-遺傳算法的智能天車防擺控制系統，其特征在于，該系統包括上位機、反饋模塊、控制模塊、驅動模塊；上位機的模擬監測模塊中加載遺傳算法及天車數學模型，上位機將由遺傳算法得出的迭代算法控制參數輸入至控制模塊；上述反饋模塊連接控制模塊，將其輸出信號送入控制模塊；控制模塊與反饋模塊的連接，控制模塊內加載有電機PI控制算法及迭代算法，控制模塊的輸出端將利用迭代算法處理后的輸出的PWM波通過驅動模塊送到伺服電機的輸入端；驅動模塊一方面連接控制模塊的輸出端，另一方面來控制天車的實時位置；

所述天車數學模型為天車控制量-角度輸入輸出模型，即

X軸角度：

Y軸角度：

上式中ddx、ddy分別為X、Y軸驅動力，θ_x、θ_y為負載X、Y軸方向擺角幅度，θ'_x、θ'_y為負載X、Y軸方向擺角幅度的一階導數。

2.根據權利要求1所述的智能天車防擺控制系統，其特征在于，所述的控制模塊基于DSP芯片設計，使用迭代算法控制，控制模塊將控制信號傳至驅動模塊，并根據反饋的信號來不斷調整輸出；所述的驅動模塊使用IGBT進行開關控制，驅動信號來自于控制模塊；

所述反饋模塊包括天車吊鉤上的陀螺儀、天車X軸和天車Y軸上安裝的光柵尺，陀螺儀、天車X軸光柵尺及Y軸光柵尺能與控制模塊進行通信，控制模塊獲取三者的檢測信息。

3.根據權利要求1所述的智能天車防擺控制系統，其特征在于，控制系統的工作過程是：

1)上位機針對天車數學模型進行仿真模擬，使用遺傳算法得到最優迭代算法控制參數，即迭代算法的迭代精度、每次迭代的調整幅度；

2)上位機將迭代算法控制參數發送至控制模塊，控制模塊使用此控制參數對天車進行實際迭代控制：天車開始在重復路線中不斷運行，運行過程中由控制模塊輸出PWM波通過驅動模塊對伺服電機進行驅動，每一次運行過程中迭代算法都會針對本次控制偏差進行優化，反饋數據來自于天車上所安裝的陀螺儀與光柵尺；

3)擺角幅度達到預期的控制目標后迭代算法停止自我優化并保持當前控制效果，使天車在運行中一直保持擺角幅度處于期望范圍之內。