[发明专利]一种用于高海况作业浮吊的模糊变结构波浪补偿方法

权利要求书

1.一种高海况作业下的模糊变结构波浪补偿方法，其特征是：通过电液比例方向阀控制变幅油缸的伸缩运动，补偿浮吊臂架的角度波动；

通过模糊变结构方法控制电液比例方向阀的输出流量，达到调整浮吊臂架角度恒定的方法，模糊变结构方法包括模糊规则、模糊输入和模糊输出；

相对于传统模糊PID算法，模糊变结构方法在模糊规则、模糊输入、模糊输出三方面做了改进：在模糊规则方面，提出角度偏差E和角度偏差变化率EC单独使用方案，其中角度偏差E起着主调作用，角度偏差变化率EC起着微调作用，缩小了模糊推理时间，提高了快速响应性；在模糊输入方面：角度偏差是当前角度偏差与偏差变化速率之和，提前预报偏差，提高了快速响应特性；在模糊输出方面，考虑到执行机构的惯性因素和电液比例方向阀的反向死区因素，设置PID输出值的上下限和死区界限，减弱超调和滞后现象；

所述的模糊变结构方法的三个方面，其模糊输入选取目标控制量，模糊输入目标控制量的选取有两种方案，

方案一：由传感器直接测得臂架的当前角度值作为控制目标量，或者；

方案二：通过建立坐标系，计算臂架某一点坐标(X，Y，Z)的Z值作为目标量，具体计算

臂架上各点的坐标计算

式中是坐标系1相对坐标系0的位姿，是坐标系2相对坐标系1的位姿，是坐标系3相对坐标系2的位姿，是坐标系4相对坐标系3的位姿，P₄是臂架上的点在坐标系4中的坐标；

通过方案一或者方案二选取并计算目标控制量后，实际模糊输入的目标量按公式(2)计算，即当前目标量的角度反馈值与当前时刻目标量的变化率之和，通过提前预报目标量，进一步避免了超调；

其中ec是某一采集时刻的角度值相对于上一时刻采集的角度值的变化量，i-2、i-1、i、i+1是相邻的几次目标采集或计算点。

2.根据权利要求1所述的高海况作业下的模糊变结构波浪补偿方法，其特征是：所述的模糊变结构方法的三个方面，其模糊规则：求得当前角度与目标的角度偏差E和偏差变化率EC，由角度偏差E和角度偏差变化率EC求得pid参数的三个参数值p、i、d，角度偏差E起主要调节作用，角度偏差变化率EC起着辅助调节作用，将模糊规则由49条减少为14条，缩小了模糊推理时间，角度偏差E和角度偏差变化率EC单独作用，降低了模糊推理时间，提高响应速率。

3.根据权利要求1所述的高海况作业下的模糊变结构波浪补偿方法，其特征是：所述的模糊变结构方法的三个方面，其模糊输出，输出的pid控制值有输出上下限，并跨越电液比例方向阀的死区阶段，避免响应滞后和超调,其pid输出的计算公式如下式(3)所示

其中a是超调上限，b是死区，c是超调下限,其中c<b<0<a。