一种桥式起重机大车行走最小时间控制的方法技术

本发明专利技术公开一种桥式起重机大车行走最小时间控制的方法，首先对桥式起重机大车进行模型简化和受力分析，建立桥式起重机大车行走的机理模型，并根据最优控制理论，将该机理模型规范化；然后，基于规范化的机理模型建立桥式起重大车行走控制的评价函数；最后，采用控制参数化的方法对模型寻优求解，获取桥式起重机大车行走最小时间控制的最优解。采用本发明专利技术所述的控制方法，能够有效的减少桥式起重机的作业时间，提高企业的生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种桥式起重机大车行走最小时间控制的方法
本专利技术属于桥式起重机大车运功控制
，涉及一种桥式起重机大车行走最小时间控制的方法。
技术介绍
桥式起重机作为一种常用的现代搬运机械，经常要按照不同的作业计划沿特定路线行走，将重物准确地放到指定位置，具有占地面积小，省时省工、结构简单、方便快捷、载重量大优点，是实现物料搬运、实现生产安全、减轻体力劳动、提高作业效率的重要设备。随着企业生产能力的不断扩大，如何提高桥式起重机的运行效率已被业内广泛关注。桥式起重机的主要由大车、小车和提升设备组成。一般来讲，桥式起重机作业时，大车的行走距离变化范围较大，有时需要行走数百米，因此，缩短桥式起重机作业时大车的行走时间成为其工作效率的关键。为此，一些新建厂房开始装备带有先进测距设备和变频调速系统的桥式起重机，以此来提高大车的运行速度和定位精度。然而，因其大车采用简单的速度分段控制策略，不能根据作业距离的变化实时优化调整大车的运行速度，难以实现准确快速运行至目标位置，有时需要来回往复调整才能准确定位，浪费了大量的生产时间，影响了企业的生产效率。因此，需要找到一种桥式起重机大车行走的优化控制方法，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥式起重机大车行走最小时间控制的方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：对桥式起重机大车进行模型简化，并根据动力学定律，对大车在水平方向上进行受力分析，以桥式起重机大车所受牵引力与阻力的合力为控制量，以大车所在位置、大车速度为状态量，建立桥式起重机大车行走的机理模型，并根据最优控制理论，将该机理模型规范化；步骤2：基于步骤1建立的规范化机理模型建立桥式起重机大车行走最优时间控制的评价函数，采用控制参数化的方法求解，求得控制量的最优变化律。

【技术特征摘要】
1.一种桥式起重机大车行走最小时间控制的方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：对桥式起重机大车进行模型简化，并根据动力学定律，对大车在水平方向上进行受力分析，以桥式起重机大车所受牵引力与阻力的合力为控制量，以大车所在位置、大车速度为状态量，建立桥式起重机大车行走的机理模型，并根据最优控制理论，将该机理模型规范化；步骤2：基于步骤1建立的规范化机理模型建立桥式起重机大车行走最优时间控制的评价函数，采用控制参数化的方法求解，求得控制量的最优变化律；步骤1中的桥式起重机大车行走的规范化机理模型表征为：系统状态方程：初始条件：x(t0)＝[x1(t0),x2(t0)]T终端条件：x(tf)＝[x1(tf),x2(tf)]T连续状态不等式约束：-vmax≤x2(t)≤vmax控制约束条件：-umax≤u(t)≤umax其中，x(t)＝[x1(t),x2(t)]T为桥式起重机大车行走系统的状态变量组成的矩阵，其中u(t)为控制量，表示桥式起重机大车所受牵引力F(t)和阻力f(t)的合力，状态变量x1(t)表示位置状态，状态变量x2(t)表示速度状态，为桥式起重机大车行走系统的各状态变量对时间的一阶导数组成的矩阵，vmax、umax分别表示大车行走过程中速度和控制量的极限值，A为系统矩阵、b为输入矩阵和系统参数z0表征为：其中，m为桥式起重机的质量；步骤2中的评价函数由下式表征：其中，t0为桥式起重机大车行走的初始时刻，tf为其行走的终端时刻；步骤2中所述的采用控制参数化的方法求解包括以下步骤：步骤(1)：引入一个新的变量s，使得t＝z1s+t0,0≤s≤1式中，z1＝tf-t0为一个与时间无关的非负系统参数，则原问题可转化成初始时刻固定为0、终端时刻固定为1的最优控制问题:其中，为桥式起重机大车行走系统的新定义的状态变量组成的矩阵，其中状态变量表示位置状态、状态变量表示速度状态，分别表示各状态变量在0和1时刻的值组成的矩阵，为桥式起重机大车行走系统的各新定...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红求，李富有，李勇刚，阳春华，汤志专，刘思宇，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43