[發(fā)明專利]海洋絞車主動升沉補(bǔ)償電傳動系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速實(shí)時補(bǔ)償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110035250.9
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112678704B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小平;嚴(yán)穎;趙延明;黃良沛;劉德順
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: B66D1/48
• 分類號: B66D1/48;B66D1/28
• 代理公司: 湖南喬熹知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43262
• 代理人: 安曼

1.一種海洋絞車主動升沉補(bǔ)償電傳動系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速實(shí)時補(bǔ)償方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1)通過檢測的母船升沉運(yùn)動的瞬時加速度，對所述瞬時加速度求積分得母船升沉運(yùn)動的速度信號，通過所得速度信號求得母船升沉運(yùn)動周期；

步驟S2)對步驟S1的速度信號進(jìn)行運(yùn)算處理得到海洋絞車主動升沉補(bǔ)償控制中對應(yīng)于其傳動電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，并將其作為傳動電機(jī)的初始給定轉(zhuǎn)速，實(shí)時檢測傳動電機(jī)的瞬時轉(zhuǎn)矩，計(jì)算該傳動電機(jī)在當(dāng)前升沉運(yùn)動周期中的平均轉(zhuǎn)矩；

步驟S3)以步驟S2所得平均轉(zhuǎn)矩作為傳動電機(jī)在下一個升沉運(yùn)動周期中的參考轉(zhuǎn)矩，同時實(shí)時檢測傳動電機(jī)在當(dāng)前采樣周期的瞬時轉(zhuǎn)矩，得傳動電機(jī)在當(dāng)前采樣周期的轉(zhuǎn)矩偏差；

步驟S4)將步驟S3所得轉(zhuǎn)矩偏差經(jīng)基于重復(fù)控制的復(fù)合控制算法處理，得傳動電機(jī)在當(dāng)前采樣周期的轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值，具體為：基于重復(fù)控制的復(fù)合控制算法包括重復(fù)控制和數(shù)據(jù)處理兩部分，所述轉(zhuǎn)矩偏差ΔT_e(k)首先經(jīng)重復(fù)控制延時補(bǔ)償后，再經(jīng)數(shù)據(jù)處理部分運(yùn)算處理得到傳動電機(jī)在當(dāng)前采樣周期的轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值Δn^*(k)；

步驟S5)將步驟S4所得轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值對傳動電機(jī)當(dāng)前采樣周期的初始給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行補(bǔ)償，得傳動電機(jī)在當(dāng)前采樣周期補(bǔ)償后的給定轉(zhuǎn)速；

步驟S6)根據(jù)步驟S5所得補(bǔ)償后的給定轉(zhuǎn)速對傳動電機(jī)實(shí)施高性能調(diào)速控制，使其實(shí)際轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確跟蹤其給定轉(zhuǎn)速，即可實(shí)現(xiàn)海洋絞車主動升沉補(bǔ)償控制的高精度同步控制目標(biāo)；

其中，步驟S4)中的數(shù)據(jù)處理部分的具體公式為：

式中：T_s為采樣周期，ΔT_e1(k)為轉(zhuǎn)矩偏差ΔT_e(k)經(jīng)重復(fù)控制延時補(bǔ)償后所得轉(zhuǎn)矩偏差，J為電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量，B為摩擦系數(shù)，n(k)和n(k-1)分別為當(dāng)前采樣周期和上一采樣周期電機(jī)的初始給定轉(zhuǎn)速，Δn^*(k-1)為上一采樣周期初始給定轉(zhuǎn)速的補(bǔ)償值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋絞車主動升沉補(bǔ)償電傳動系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速實(shí)時補(bǔ)償方法，其特征在于，步驟S1)中獲得母船升沉運(yùn)動周期的具體步驟為：

步驟S1-1)通過加速度傳感器實(shí)時檢測母船升沉運(yùn)動的加速度信號，并通過對該加速度信號進(jìn)行積分運(yùn)算處理，得到母船升沉運(yùn)動對應(yīng)的速度信號；

步驟S1-2)根據(jù)當(dāng)前采樣周期母船升沉運(yùn)動的速度信號，并將其與上一采樣周期的速度信號進(jìn)行比較，得到相應(yīng)的速度偏差，具體如下：

Δv(k)＝v(k)-v(k-1) (1)

式中：v(k)和v(k-1)分別為當(dāng)前采樣周期和上一采樣周期母船升沉運(yùn)動的速度信號；

步驟S1-3)判斷兩相鄰速度偏差Δv(k-1)和Δv(k)是否滿足：Δv(k-1)小于0且Δv(k)大于0；如果滿足該條件，則以下一采樣時刻為定位點(diǎn)；

步驟S1-4)當(dāng)微控制器捕獲到定位點(diǎn)時，將控制定時器模塊清零并啟動定時器模塊開始計(jì)時，同時繼續(xù)檢測下一個滿足上述條件的定位點(diǎn)；當(dāng)捕獲到下一個滿足條件的定位點(diǎn)時，記錄并保存定時器模塊中的時間值T，該時間值即為當(dāng)前母船升沉運(yùn)動的周期，同時微控制器將再次控制定時器模塊清零并重新啟動定時器模塊計(jì)時，如此周而復(fù)始，從而可獲得母船升沉運(yùn)動所對應(yīng)的所有周期值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋絞車主動升沉補(bǔ)償電傳動系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速實(shí)時補(bǔ)償方法，其特征在于，步驟S2)中得到傳動電機(jī)在當(dāng)前母船升沉運(yùn)動周期中的平均轉(zhuǎn)矩，具體公式為：

式中：T_e^*為傳動電機(jī)在當(dāng)前母船升沉運(yùn)動周期中的平均轉(zhuǎn)矩，T_ei為當(dāng)前母船升沉運(yùn)動周期中采集的第i個瞬時轉(zhuǎn)矩，m為當(dāng)前母船升沉運(yùn)動周期中所采集的瞬時轉(zhuǎn)矩個數(shù)。