[發明專利]一種基于粒子群優化算法的橋式起重機防搖擺系統及方法

有效

• 申請號: 202010964820.8
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112034780B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 鐘雄鋒;林偉;孫路
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 王晶;胡晶

本發明提供了一種基于粒子群優化算法的橋式起重機防搖擺系統及方法，所述系統包括：橋式起重機、測量模塊、控制模塊、上位機；所述測量模塊包括：用于檢測所述橋式起重機的位置信息的檢測傳感器、用于檢測所述橋式起重機的擺角信息的激光雷達；所述控制模塊包括：算法單元、PLC、控制單元；所述控制單元包括：變頻器、伺服電機；所述上位機預存有設定好的所述橋式起重機的目標位置信息和目標擺角信息；所述測量模塊將檢測到的位置信息和擺角信息發送給上位機，所述上位機將獲得的信息以及預存的信息發送給算法單元。本發明能實現橋式起重機工作時防搖擺功能，并同時提供一種快速整定PID控制器參數的方法，節省了工作時間。

技術領域

本發明涉及橋式起重機工業領域，具體涉及一種基于粒子群優化算法的橋式起重機防搖擺系統及方法。

背景技術

隨著中國經濟的飛速發展，橋式起重機在工廠運輸行業起到不可替代的作用，它作為解放勞動力和搬運人工難以企及的貨物的專用設備。為了適應日益發展的車間需求，21世紀工廠車間作業面臨著起重量大，起升速度快，大小車運行路程長等一系列問題，使得橋式起重機運行的動態性能差，增加了吊具載物的擺動，使得工作周期加長，降低載物和運輸的效率。

現在對于大部分起重機而言，往往需要有經驗的工人手動控制運輸實現“手動防搖”效果，長時間作業容易引起嚴重的安全隱患。因此，設計一種使起重機在運輸作業過程及升降過程中實現短時間內讓吊重擺角衰減為零。提高起重機的裝卸效率，同時，引入智能算法提高控制器控制效果，減少工作人員工作量，從而加強工廠車間的安全作業性。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于粒子群優化算法的橋式起重機防搖擺系統及方法。本發明的技術方案如下：

一種基于粒子群優化算法的橋式起重機防搖擺系統，包括：橋式起重機，其特征在于，還包括：測量模塊、控制模塊、上位機；

所述測量模塊包括：用于檢測所述橋式起重機的位置信息的檢測傳感器、用于檢測所述橋式起重機的擺角信息的激光雷達；

所述控制模塊包括：算法單元、PLC、控制單元；

所述控制單元包括：變頻器、伺服電機；

所述上位機預存有設定好的所述橋式起重機的目標位置信息和目標擺角信息；

所述測量模塊將檢測到的位置信息和擺角信息發送給上位機，所述上位機將獲得的信息以及預存的信息發送給算法單元；

所述算法單元為雙閉環控制模型，其通過雙閉環PID控制器計算出實時最優控制量，并將所述最優控制量發送給PLC，PLC連接變頻器調速，進而控制伺服電機，伺服電機的轉速實現控制橋式起重機的加速度，從而調整橋式起重機的運動速度，實現防搖擺功能。

可選地，所述算法單元通過粒子群優化算法優化雙閉環PID控制器的參數。

可選地，所述檢測傳感器設置于所述橋式起重機上；所述激光雷達設置于所述橋式起重機的上方。

可選地，所述橋式起重機包括本體和吊具；所述檢測傳感器為條形碼檢測器，所述條形碼檢測器包括：條形碼和檢測器；

所述條形碼設置于所述橋式起重機的導軌上，所述檢測器設置于所述本體上；所述激光雷達位于所述吊具的正上方。

可選地，所述系統還包括：RS485通訊模塊，所述算法單元通過RS485通訊模塊與所述PLC通信。

一種基于粒子群優化算法的橋式起重機防搖擺方法，包括如下步驟：

S1：建立一種如前所述的基于粒子群優化算法的橋式起重機防搖擺系統；

S2：通過上位機設定橋式起重機的目標位置信息和目標擺角信息；