[发明专利]基于迭代-遗传算法的智能天车防摆控制系统

权利要求书

1.一种基于迭代-遗传算法的智能天车防摆控制系统，其特征在于，该系统包括上位机、反馈模块、控制模块、驱动模块；上位机的模拟监测模块中加载遗传算法及天车数学模型，上位机将由遗传算法得出的迭代算法控制参数输入至控制模块；上述反馈模块连接控制模块，将其输出信号送入控制模块；控制模块与反馈模块的连接，控制模块内加载有电机PI控制算法及迭代算法，控制模块的输出端将利用迭代算法处理后的输出的PWM波通过驱动模块送到伺服电机的输入端；驱动模块一方面连接控制模块的输出端，另一方面来控制天车的实时位置；

所述天车数学模型为天车控制量-角度输入输出模型，即

X轴角度：

Y轴角度：

上式中ddx、ddy分别为X、Y轴驱动力，θ_x、θ_y为负载X、Y轴方向摆角幅度，θ'_x、θ'_y为负载X、Y轴方向摆角幅度的一阶导数。

2.根据权利要求1所述的智能天车防摆控制系统，其特征在于，所述的控制模块基于DSP芯片设计，使用迭代算法控制，控制模块将控制信号传至驱动模块，并根据反馈的信号来不断调整输出；所述的驱动模块使用IGBT进行开关控制，驱动信号来自于控制模块；

所述反馈模块包括天车吊钩上的陀螺仪、天车X轴和天车Y轴上安装的光栅尺，陀螺仪、天车X轴光栅尺及Y轴光栅尺能与控制模块进行通信，控制模块获取三者的检测信息。

3.根据权利要求1所述的智能天车防摆控制系统，其特征在于，控制系统的工作过程是：

1)上位机针对天车数学模型进行仿真模拟，使用遗传算法得到最优迭代算法控制参数，即迭代算法的迭代精度、每次迭代的调整幅度；

2)上位机将迭代算法控制参数发送至控制模块，控制模块使用此控制参数对天车进行实际迭代控制：天车开始在重复路线中不断运行，运行过程中由控制模块输出PWM波通过驱动模块对伺服电机进行驱动，每一次运行过程中迭代算法都会针对本次控制偏差进行优化，反馈数据来自于天车上所安装的陀螺仪与光栅尺；

3)摆角幅度达到预期的控制目标后迭代算法停止自我优化并保持当前控制效果，使天车在运行中一直保持摆角幅度处于期望范围之内。