[发明专利]铸造起重机控制方法及装置、计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种铸造起重机控制方法，其特征在于，构建多质量－弹簧－阻尼模型，其中，所述多质量－弹簧－阻尼模型包括铸造起重机，所述铸造起重机包括吊车和容器，所述吊车与所述容器之间通过钢杆连接，所述容器内部装有液体，所述液体分为静止液体和若干晃动液体；

所述铸造起重机控制方法，包括：

基于所述多质量－弹簧－阻尼模型，根据液体总质量、所述液体的液面高度、容器长度，计算得到静止液体质量、静止液体高度、若干弹簧振子、若干晃动液体质量和若干晃动液体高度，其中，所述弹簧振子、所述晃动液体质量和所述晃动液体高度一一对应；

获取铸造起重机的系统动能，其中，所述系统动能包括静止液体动能、晃动液体动能、容器动能和吊车动能；

获取铸造起重机的系统势能，其中，所述系统势能包括静止液体势能、晃动液体势能、晃动弹性势能和吊车势能，所述静止液体势能根据所述静止液体质量、静止液体高度得到，所述晃动液体势能根据所述晃动液体质量和所述晃动液体高度得到，所述晃动弹性势能根据所述弹簧振子和晃动液体位移得到；

根据所述系统动能与所述系统势能，得到拉格朗日算子；

根据所述晃动液体质量、所述弹簧振子和所述晃动液体位移，得到耗散能量函数，其中，所述晃动液体位移与所述晃动液体质量对应；

根据所述拉格朗日算子和所述耗散能量函数，分别得到铸造起重机在横向广义坐标下的第一动力学方程，在钢杆夹角广义坐标下的第二动力学方程，在若干所述晃动液体位移广义坐标下的若干第三动力学方程；

根据所述第一动力学方程、所述第二动力学方程和若干所述第三动力学方程，得到铸造起重机的系统动力学方程；

构建全局动态滑模面；

构建低通滤波器，根据所述系统动力学方程和所述低通滤波器，得到滤波后的合外力系统方程；

根据所述合外力系统方程和所述全局动态滑模面，得到全局滑模控制率；

通过调节所述全局滑模控制率，以控制铸造起重机。

2.根据权利要求1所述的铸造起重机控制方法，其特征在于，在所述多质量－弹簧－阻尼模型中，所述液体总质量等于所述静止液体质量和若干晃动液体质量的和。

3.根据权利要求1所述的铸造起重机控制方法，其特征在于，所述获取铸造起重机的系统动能，还包括以下步骤：

沿所述多质量－弹簧－阻尼模型的横向方向和纵向方向，分别构建单位向量；

预设坐标原点，根据所述坐标原点和所述单位向量，得到吊车的若干向量；

根据若干所述向量，得到对应的速度向量；

根据所述速度向量，获取铸造起重机的系统动能。

4.根据权利要求1所述的铸造起重机控制方法，其特征在于，所述系统势能的计算公式为：

其中，m_p为容器质量，l为钢杆长度，θ为钢杆与竖直方向的夹角，b为容器质心相对于容器底部的高度，a为容器整体高度，M₀为所述静止液体质量，M_i为所述晃动液体质量，K_i为所述弹簧振子，r_i为所述晃动液体位移，h₀为所述静止液体高度，h_i为所述晃动液体高度，g为重力系数。

5.根据权利要求1所述的铸造起重机控制方法，其特征在于，所述第一动力学方程为：

所述第二动力学方程为：

所述第三动力学方程为：

其中，x为吊车的横向位移长度，M为吊车质量，m_p为容器质量，N_i为所述晃动液体质量，M_t为所述液体总质量，l为钢杆长度，θ为钢杆与竖直方向的夹角，r_i为所述晃动液体位移，u为吊车受到的驱动力，f为铸造起重机的摩擦力，K_i为所述弹簧振子，C_i为液体粘性系数。