[发明专利]在操纵者指令下的起重机抗摇摆控制

摘要

一种系统(10)，用于消除受操纵者指令支配的起重机或类似起重机的系统中的载荷(30)摇摆。该载荷由绳索(40)从水平可移动的滑车(20)上悬挂下来，并可以垂直地提升。该系统利用抵消原理来消除摇摆，即使在起重机具有同时滑车运动和提升运动情况下。该系统在计算抵消信号中考虑到全动态效果。用于计算抵消控制的常微分方程组的使用是本发明的关键因素。在计算这些控制参数时，微分方程利用绳索长度的传感器测量值及其时间导数来实时求解。抵消控制处理由操纵者指令所造成的摇摆。摇摆也可能由外界扰动造成。这个系统还包括反馈机构，用于消除由于这种因素造成的摇摆。为了该系统正常工作，该系统确保了饱和极限，该饱和极限对应于滑车驱动系统不可超过的速度和加速度极限。

主权项

1.一种用于消除由绳索从一滑车上悬挂的有效载荷的摇摆的系统，该绳索附连到卷扬机上，所述有效载荷的位置可被垂直和水平调节，所述系统包括用于接收或用于产生操纵者的提升速度输入信号的装置，该输入信号用于所述有效载荷的垂直调节，并且包括用于产生操纵者的滑车速度输入信号的装置，该输入信号用于由所述绳索悬挂的所述有效载荷的水平移动，所述系统包括：用于由所述操纵者的滑车速度输入信号产生经调节的操纵者指令加速度信号的装置；用于利用所述绳索的长度、所述绳索长度的时间导数、以及所述经调节的操纵者指令加速度信号产生抵消加速度信号的装置；用于利用测得的所述有效载荷的摇摆角、测得的所述有效载荷的摇摆速度、所述有效载荷的模型摇摆角、以及所述有效载荷的模型摇摆速度产生外界因素减弱加速度信号的装置；用于基于所述经调节的操纵者指令信号、所述抵消加速度信号和所述外界因素减弱加速度信号产生速度输出信号的装置；用于将所述速度输出信号发送到用于控制所述滑车的速度的装置的装置；以及用于预测速度变化的装置，预测速度变化是通过基于来自抗摇摆控制器的预测模型校正加速度信号集合产生速度变化信号、将所述速度变化信号于所述速度输出信号相比较、从所述比较产生速度补偿信号、以及把所述速度补偿信号包括在所述操纵者的滑车速度输入信号中来实现的。