[发明专利]一种控制天车防摇的方法

说明书

本发明涉及一种控制天车防摇的方法，通过测角度仪测量天车摇摆偏角数据，防摇摆控制器根据测角度仪测得的天车在XY轴晃动角度来计算出控制天车停摆的最佳速度模型，天车PLC不再需要单独计算天车速度，而是直接将防摇摆控制器给出的最佳速度值传递到变频器，通过变频器控制天车大车、小车速度，实现对天车的自动控制。本发明具有控制精度高、实时性强的特点。

技术领域

本专利申请属于机械控制技术领域，更具体地说，是涉及一种控制天车防摇的方法。

背景技术

行车在运行过程中总是不可避免地造成吊物的摇摆，通常需要非常熟练的行车操作工手动操作控制吊物的摇摆，这也是目前最为常用的做法。吊物的摇摆会加速机械磨损，增长吊物的转运时间，甚至造成安全事故。因此多种防摇摆控制策略已经开发多年，防摇摆控制可以自动消除吊物在运行过程中产生的摇摆，可以更快地完成吊物的转运，特别是带有定位功能的自动化行车，防摇摆系统可以使行车的操作变得更高效、更安全。

但目前的防摇摆控制精度不够高，安全性不够强，继续研究一种更高效、安全的控制天车防摇的方法。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种控制天车防摇的方法，具有更高效、更安全的天车防摇控制策略。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种控制天车防摇的方法，包括通过防摇摆控制装置实现，防摇摆控制装置包括测角度仪、防摇摆控制器、天车PLC，上述各模块之间通过通讯连接，测角度仪通过有线方式连接到天车PLC中，防摇摆控制器直接接入天车PLC的PLC柜中，测角度仪安装在天车和钩头上；

本方法的控制过程为：测角度仪测量天车摇摆偏角数据，防摇摆控制器根据测角度仪测得的天车在XY轴晃动角度来计算出控制天车停摆的最佳速度值，天车PLC不再需要单独计算天车速度，而是直接将防摇摆控制器给出的最佳速度值传递到变频器，通过变频器控制天车的大车和小车速度，实现对天车的自动控制。

本发明技术方案的进一步改进在于：包括如下步骤：

S1、定义夹角：

天车实际运行中，吊具速度变化会迟滞于大车、小车速度变化，导致吊具的摇摆，在吊物不升降的情况下，小车或大车单独运行时，吊物的运行轨迹类似于单摆运动；在吊物不升降的情况下，大车、小车同时运行时，吊物运行轨迹类似在两个垂直平面里做单摆运动的复合运动；在吊物上升或下降并且大车、小车同时运动时，吊物运行轨迹类似球冠面的圆周摆运动，因此控制了夹角就能控制天车吊物的摇摆幅度，夹角θ可以分别沿x轴和y轴分解成θx和θy，θx是大车运行方向上的摆动夹角；θy是小车运行方向上的摆动夹角，通过对夹角θ、θx和θy的分析，结合大车、小车运行的实际情况，得出θx和θy之间的运动是相互独立和同效的，在吊物不上升或下降的情况下，可以选取其中一个方向研究该吊物系统；

S2、建立拉格朗日(Lagrange)系统方程来研究天车吊物系统的数学模型，以小车运动方向为例：

S21、理想状态下，对数学模型进行理想的假设，具体如下：

S211.不考虑风载荷和空气阻力；钢丝绳质量为零；不考虑桥架主梁的下绕；

S212.大车、小车不同时运行，只考虑小车运行对吊物的影响；

S213.钢丝绳不可拉伸，在任何情况下不会伸长；

S214.吊钩滑轮组和吊物看作一个质点，忽略其体积大小；

S22、在建立拉格朗日系统方程之前，将数学模型所需的参数进行整理：

小车位移为x、起升钢丝绳长度为l、吊物摆角为θy，

小车位置坐标为(y，0)，吊物系统中有以下关系：