本发明专利技术涉及一种基于正反POSICAST输入整形法的起重机防摇控制方法，包括方法一：时刻之后的摆角回到零的正反向POSICAST方法、方法二：Td时刻之后的摆角回到零的正反向POSICAST方法、和方法三：时刻之后的摆角回到零的正反向POSICAST方法。其中Td是系统的阻尼振荡周期。本发明专利技术适用于有阻尼系统，也适用于无阻尼二阶系统。由于此方法是开环控制方法，本发明专利技术的优点是不需要用于闭环反馈的测量传感器。本发明专利技术使用阶跃加速度输入，针对的是阶跃加速度输出的整形，与脉冲加速度输入方法比较，速度连续变化，易于工程实现。本发明专利技术适用于任何以阶跃信号作为输入，有阻尼的二阶系统，用于防摇摆或者想要某项输出最终回到原始位置的系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及港口起重机防摇控制方法，具体涉及一种基于正反P0SICAST输入整 形法的起重机防摇控制方法。
技术介绍
有关输入整形技术的研究最早起源于抑制小阻尼伺服系统的振荡模态的残留振 荡。这种方法的侧重点是利用时间延迟的手段设计出最为合适的输入整形控制器来避免对 象的振荡，是一种开环控制方法。输入整形器不但仅仅采用简单的开环控制方法就能实现 起重机防摇效果，而且避免了采用反馈控制方案时测量反馈信号所要用到的不可避免的昂 贵的测量装置，使得此方案容易推广。目前国内将输入整形技术应用到起重机防摇领域的研究有很多，具有代表性的是 上海振华重工集团。上海振华重工集团采用两段加速法，两段加速法：在初始时刻给定小车 一个恒定的加速度a，小车处于加速阶段；在T/4时刻，对小车叠加-a的加速度，此时小车 从加速状态进入匀速状态（T是摆角的振荡周期）；在T/2时刻，向小车叠加a的加速度，小 车从匀速状态进入加速状态；在3T/4时刻，再向小车叠加-a的加速度，此时小车又从加速 转态进入匀速状态，此时小车的运行速度正好达到预设的速度。整个过程中，负载的摆角也 随小车速度的变化而变换，负载摆角的输出响应是这四个加速度作为阶跃输入的响应的叠 加，所以3T/4时刻，摆角回到零。但是上海振华重工集团的两段加速方法针对的是无阻尼 系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对相应知识的缺陷，解决基于输入整形法的针对有阻尼防摇系 统的开环控制法，如何使摆角在最短的时间内回到零。 本专利技术的技术方案如下： -种基于正反P0SICAST输入整形法的起重机防摇控制方法，整个系统通过控制 小车的加速度a。，进而调节小车的运行速度V。，使得负载的摆角得到控制，以达到防摇的目 的。其中，负载质量为m，吊绳长度为L，负载通过吊绳和小车相连，负载摇摆时的切向加 速度为，切向速度为V"，k为摆角最后稳定时的幅值，ωη为自然震荡频率，ξ为阻尼比， ?,为阻尼震荡频率，吊绳与垂直方面的夹角为Θ，所述系统的阶跃响应是： 其特征在于，所述基于正反P0SICAST输入整形法的起重机防摇控制方法是方法一、方法二、和方法三中的一个可选方法；其中Td是小车和负载构成的系统的阻尼振荡周 期，σ为超调量， 方法一：Γ= |时刻之后的摆角回到零的正反向P0SICAST方法； Ζ,. 具体方法：加速阶段，在ti= 0时刻给正向加速度阶跃，幅值是，在t2=tp 时刻再给正向加速度阶跃，幅值是_% 在ti= 0时刻和12=tp时刻分别给定不同的 加速度阶跃，这种方式构成加速阶段ti= 0时刻和12=tp时刻的正向POSICAST输入整形； 在t3= 2tp时刻给负向加速度阶跃，幅值是<?3:.= -i--、，在t4= 3tp时刻再给负向加速度阶 丄十C7 跃，幅值是〃·! -在1：3= 2tp时刻和t4= 3tp时刻分别给定不同的加速度阶跃，这种方 式构成加速阶段t3= 2tp时刻和14= 3tp时刻的反向POSICAST输入整形；加速阶段11 = 0时刻和t2=tp时刻的正向POSICAST输入整形和加速阶段13= 2tp时刻和14= 3tp时刻 的反向POSICAST输入整形联合作用，使得摆角在T时刻回到Ο;减速阶段，在进入减速阶段 的初始时刻t5= 14+0给负向加速度阶跃，幅值是％ =_-^^，_在t6= 14+tp时刻再给反向 加速度阶跃，幅值是:α6:= -在进入减速阶段的初始时刻t5= 14+0和t6= 14+tp时刻分 别给定不同的加速度阶跃，这种方式构成减速阶段初始时刻t5= 14+0和t6= 14+tp时刻的 正向POSICAST输入整形；在t7= 14+2tp时刻给正向加速度阶跃，幅值是馬=彳h，在ts = (J t4+3tp时刻再给正向加速度阶跃，幅值是?__.，在进入减速阶段的t7=t4+2tp时刻和ts =t4+3tp时刻分别给定不同的加速度阶跃，这种方式构成减速阶段t7=t4+2tp时刻和ts =t4+3tp时刻的反向POSICAST输入整形；减速阶段初始时刻15= 14+0和t6= 14+tp时刻的 正向POSICAST输入整形和减速阶段t7= 14+2tp时刻和ts= 14+3tp时刻的反向POSICAST 输入整形联合作用，使得摆角在进入减速阶段后的T时刻回到0。 方法二：T=Td时刻之后的摆角回到零的正反向POSICAST方法； 具体方法：加速阶段，在ti= 0时刻给正向加速度阶跃，幅值是:4 :，在t2 = tp时刻再给正向加速度阶跃，幅值是〃：^^…在ti= 0时刻和12=tρ时刻分别给定不同 的加速度阶跃，这种方式构成加速阶段ti= 0时刻和12=tρ时刻的正向POSICAST输入整 形；在t3=tp时刻给负向加速度阶跃，幅值是％*在t4= 2tp时刻再给负向加速度 1 +(J 阶跃，幅值是04 *在t3=tp时刻和14= 2tp时刻分别给定不同的加速度阶跃，这种 方式构成加速阶段t3=tp时刻和14= 2tp时刻的反向POSICAST输入整形；加速阶段ti= 0时刻和t2=tp时刻的正向POSICAST输入整形和加速阶段13=tp时刻和14= 2tp时刻 的反向POSICAST输入整形联合作用，使得摆角在T时刻回到Ο;减速阶段，在进入减速阶段 的初始时刻t5= 14+0给负向加速度阶跃，幅值是瑪1在t6= 14+tp时刻再给反向 加速度阶跃，幅值是*% = -j+ σ，在进入减速阶段的初始时刻t5= 14+0和t6= 14+tp时刻分 别给定不同的加速度阶跃，这种方式构成减速阶段初始时刻t5= 14+0和t6= 14+tp时刻的 正向POSICAST输入整形；在t7= 14+tp时刻给正向加速度阶跃，幅值是= (1 _，._在ts = t4+2tp时刻再给正向加速度阶跃，幅值是"X= ，.在进入减速阶段的t7= 14+tp时刻和ts =t4+2tp时刻分别给定不同的加速度阶跃，这种方式构成减速阶段17= 14+tp时刻和ts =t4+2tp时刻的反向POSICAST输入整形；减速阶段初始时刻15= 14+0和t6= 14+tp时刻的 正向POSICAST输入整形和减速阶段t7= 14+tp时刻和ts= 14+2tp时刻的反向POSICAST输 入整形联合作用，使得摆角在进入减速阶段后的T时刻回到0。 方法三：Γ 时刻之后的摆角回到零的正反向POSICAST方法； 4 具体方法：加速阶段，在t1= 0时刻给正向加速度阶跃，幅值是％ ，在t2 = i+cr tp时刻再给正向加速度阶跃，幅值是《2 =·|-，在0时刻和t2=tρ时刻分别给定不 ρ 1 + σρ 同的加速度阶跃，这种方式构成加速阶段t1= 0时刻和12=tρ时刻的正向POSICAST输 入整形；在时刻给负向加速度阶跃，幅值是.? =.--L，在匕时刻再给负向加速 度阶跃，幅值是& =-，在?3 时刻和r4 时刻分别给定不同的加速度阶跃，这种 f 3/ 方式构成加速阶段t3 =|时刻和t 时刻的反向POSICAST输入整形；加速阶段t1 = 2 2 0时刻和t2=tp时刻的正向POSICAST输入整形和加速阶段二^时刻和14 =I时刻的 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于正反POSICAST输入整形法的起重机防摇控制方法，通过控制小车的加速度ac，进而调节小车的运行速度Vc；其中，负载质量为m,吊绳长度为L,负载通过吊绳和小车相连,负载摇摆时的切向加速度为am，切向速度为Vm，k为摆角最后稳定时的幅值，ωn为自然震荡频率，ξ为阻尼比，ωd为阻尼震荡频率，吊绳与垂直方面的夹角为θ，所述系统的阶跃响应是：θ(t)=k[1-e-ξωnt(cosωdt+ξ1-ξ2sinωdt)],]]>Td是小车和负载构成的系统的阻尼振荡周期，σ为超调量，其特征在于，所述基于正反POSICAST输入整形法的起重机防摇控制方法是时刻之后的摆角回到零的正反向POSICAST方法，具体方法如下：加速阶段，在t1＝0时刻给正向加速度阶跃，幅值是在t2＝tp时刻再给正向加速度阶跃，幅值是在t1＝0时刻和t2＝tp时刻分别给定不同的加速度阶跃，这种方式构成加速阶段t1＝0时刻和t2＝tp时刻的正向POSICAST输入整形；在t3＝2tp时刻给负向加速度阶跃，幅值是在t4＝3tp时刻再给负向加速度阶跃，幅值是在t3＝2tp时刻和t4＝3tp时刻分别给定不同的加速度阶跃，这种方式构成加速阶段t3＝2tp时刻和t4＝3tp时刻的反向POSICAST输入整形；加速阶段t1＝0时刻和t2＝tp时刻的正向POSICAST输入整形和加速阶段t3＝2tp时刻和t4＝3tp时刻的反向POSICAST输入整形联合作用，使得摆角在T时刻回到0；减速阶段，在进入减速阶段的初始时刻t5＝t4+0给负向加速度阶跃，幅值是在t6＝t4+tp时刻再给反向加速度阶跃，幅值是在进入减速阶段的初始时刻t5＝t4+0和t6＝t4+tp时刻分别给定不同的加速度阶跃，这种方式构成减速阶段初始时刻t5＝t4+0和t6＝t4+tp时刻的正向POSICAST输入整形；在t7＝t4+2tp时刻给正向加速度阶跃，幅值是在t8＝t4+3tp时刻再给正向加速度阶跃，幅值是在进入减速阶段的t7＝t4+2tp时刻和t8＝t4+3tp时刻分别给定不同的加速度阶跃，这种方式构成减速阶段t7＝t4+2tp时刻和t8＝t4+3tp时刻的反向POSICAST输入整形；减速阶段初始时刻t5＝t4+0和t6＝t4+tp时刻的正向POSICAST输入整形和减速阶段t7＝t4+2tp时刻和t8＝t4+3tp时刻的反向POSICAST输入整形联合作用，使得摆角在进入减速阶段后的T时刻回到0。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郁春丽，牛王强，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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