[发明专利]一种起重机周期防摇摆控制方法

说明书

一种起重机周期防摇摆控制方法，其特征在于，将起重机吊运过程分为恒加速过程、匀速过程、恒减速过程，在匀速过程和停止时负载摆角为零；在恒加速过程，小车以加速度a作为输入，加速时长为一个或整数个周期nT，T为摆动周期，n为自然数，加速度，满足最大允许摆角的约束条件；在匀速过程，小车以V_匀=naT匀速吊运；恒减速过程是恒加速过程的逆过程，即小车以加速度‑a作为输入，持续时长与加速度时长相同。本发明从运动学控制入手，能从理论上做到负载在匀速行驶和停止时摆角为零，无须摆角传感器，易于工程实现、成本低。并且当给出摆角、期望匀速速度、行程等限定条件时，易于规划出满足所有期望条件的具体加减速过程。

技术领域

本发明涉及一种运动控制方法，尤其是一种起重机大车和小车运动控制方法，具体地说是一种起重机周期防摇摆控制方法。

背景技术

起重机的广泛应用于工厂生产和现代物流领域，自动化、智能化和高效化是现代起重机控制的重要发展方向。

传统的起重机在大小车运行过程中负载会不断地摇摆，严重影响了起重机货物吊运的安全性和工作效率；此时负载的摇摆控制完全依赖于操作工人的经验，影响因素众多，往往实际效果很差或效率很低。

随着现代物流的发展，起重机防摇摆控制的研究与技术正在得到越来越广泛的重视。目前市场上的起重机防摇摆技术主要包括机械式防摇和电子式防摇。机械式防摇基于传统起重机，通过加装机械装置抵消负载偏摆的能量或者增加绳索刚性抑制负载偏摆来实现负载的防摇摆，属于传统起重机的改进型。机械式防摇实现简单，可操作性强，但是需增加复杂的机械设备或者液压装置，增加了起重机整体重量。电子式防摇摆基于先进的控制算法，利用强大的运算处理器进行控制，通过信号采集设备采集绳长、负载偏摆角度等信息传给控制器做反馈修正。目前电子防摇多数是闭环控制，需要增加高精度的负载偏摆角度采集传感装置，成本较高，影响其推广应用。

同时，起重机防摇摆控制系统的相关研究大多仍停留在理论，且多集中于现代控制方法上，如模糊控制、鲁棒控制、自适应控制、神经网络控制等非线性控制方法，与实际应用结合较少，与工程实际应用有较大距离。

发明内容

本发明的目的是针对现有的起重机电子或机械式防摇摆控制系统复杂，成本高的问题，发明一种通过速度规划实现防摇摆的控制方法，它具有控制简单易行，成本低的优点。

本发明的技术方案之一是：

一种起重机周期防摇摆控制方法，其特征在于，将起重机吊运过程分为恒加速过程、匀速过程、恒减速过程，在匀速过程和停止时负载摆角为零；

在恒加速过程，小车以加速度a作为输入，加速时长为一个或多个个周期nT，T为摆动周期，n为自然数，加速度a＝garctan(θ_max/2)，满足最大允许摆角θ_max的约束条件；在匀速过程，小车以V_匀＝naT匀速吊运，时间T_匀＝(X_总-X_加-X_减)/V_匀；恒减速过程是恒加速过程的逆过程，即小车以加速度-a作为输入，持续时长与加速度时长相同。

本发明的技术方案之二是：

一种起重机周期防摇摆控制方法，其特征在于，将起重机吊运过程分为加速过程、匀速过程、减速过程，在匀速过程和停止时负载摆角为零，并可根据限定最大允许摆角值、期望匀速速度值规划具体控制过程；