一种双摆桥式起重机的速度轨迹规划消摆方法技术

一种双摆桥式起重机的速度轨迹规划消摆方法，当起重机负载为不规则形状(分布式质量)时，需将起重机模型看作双摆起重机，双摆起重机模型更接近实际生活。本方法主要思路为建立双摆起重机线性化模型，与设定的速度轨迹规划方程相结合，利用边界条件求解出时间最优的加减速时间参数，再控制小车跟踪速度轨迹运行，达到在无传感器反馈条件下的双摆桥式起重机消摆，从而使负载运行到指定位置时，负载摆动为零的同时时间最优。本发明专利技术方法同时考虑抑制一级和二级两个摆动角度，但控制方法简单易于实现，能大大提高起重机工作效率，能够有效避免因货物摆动而造成事故，在未来的运输行业具有广泛的应用价值。

A method of speed trajectory planning for double pendulum bridge crane

A double swing bridge crane's speed trajectory planning and swing elimination method, when the crane load is irregular shape (distributed mass), we need to regard the crane model as a double pendulum crane, and the double pendulum crane model is closer to the real life. The main idea for the establishment of a double pendulum crane linear model, combined with the equation of velocity trajectory planning set by using the boundary conditions for time optimal acceleration and deceleration time parameters, and then control the car trajectory tracking speed, reach in Sensorless feedback conditions of the double pendulum bridge crane anti swing, so that the load to run the specified location, the load swing is zero at the same time optimal. The method of the invention simultaneously suppresses two swing angles of the first and two stages, but the control method is simple and easy to implement, which can greatly improve the working efficiency of the crane and effectively avoid accidents caused by the wobble of goods, and has wide application value in the future transportation industry.

【技术实现步骤摘要】
一种双摆桥式起重机的速度轨迹规划消摆方法
本专利技术属于起重机控制
，涉及数学建模、电机控制、机电一体化和传感器等技术，以速度轨迹规划和控制器设计为核心，基于电机控制的双摆桥式起重机速度轨迹规划消摆方法。
技术介绍
在过去的几十年间，为了便捷的运送负载到达指定位置，桥式起重机被应用于各种工业场所，例如工厂、矿山、港口、建筑工地等。起重机的有点不仅是能够降低工人的劳动强度，而且能够提高运输效率。然而，因为天车在运动过程中的加速或减速运动，当负载到达指定位置时会产生残留摆动，并且这种残留摆动是欠阻尼的，一旦残留摆动产生，响应不能被迅速的终止。与此同时会降低工作效率、造成事故和人员伤亡。因此，能够提出一种让负载精确的运送到期望位置，并且能够快速抑制负载摆动的方法是非常有必要的。在大多数抑制负载摆动方法的相关技术文献中，起重机挂钩质量被忽略，负载和挂钩被看作一个质点。然而，当挂钩质量大于负载质量或负载具有分布式的质量属性，该负载摆动应被视为双摆起重机系统：挂钩以小车为中心摆动，同时负载以挂钩为中心摆动，在这种两级摆角情形下，起重机系统具有两种不同的自然角频率，防摆特性也变得更加复杂，大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双摆桥式起重机的速度轨迹规划消摆方法，其特征是建立双摆起重机模型，与设定的速度轨迹规划方程相结合，利用边界条件求解出时间最优的加减速时间参数，再控制小车跟踪速度轨迹运行，达到在无传感器反馈条件下的双摆桥式起重机消摆，具体为：1)建立二维桥式起重机非线性运动模型，对所得模型线性化，再用模态分析的方法进行解耦，得到双摆起重机模型；2)根据双摆起重机模型生成速度轨迹规划曲线，设参数t1,t2,t3,v分别表示加速区间，匀速区间，减速区间以及小车最大运行速度，速度轨迹规划曲线

【技术特征摘要】
1.一种双摆桥式起重机的速度轨迹规划消摆方法，其特征是建立双摆起重机模型，与设定的速度轨迹规划方程相结合，利用边界条件求解出时间最优的加减速时间参数，再控制小车跟踪速度轨迹运行，达到在无传感器反馈条件下的双摆桥式起重机消摆，具体为：1)建立二维桥式起重机非线性运动模型，对所得模型线性化，再用模态分析的方法进行解耦，得到双摆起重机模型；2)根据双摆起重机模型生成速度轨迹规划曲线，设参数t1,t2,t3,v分别表示加速区间，匀速区间，减速区间以及小车最大运行速度，速度轨迹规划曲线和它的加速度轨迹如下所示：其中w1、w2分别代表一级摆角和二级摆角摆动时的角频率，w1＝π/t1,w2＝π/t3，小车在t1时间内做非线性加速运动，在t2时间内做速度为v的匀速运动，在t3时间内做非线性减速运动；将预设的速度轨迹代入双摆起重机模型中，根据对应的时间，得到模态角和它的时间导数，抑制模态角残留摆动的边界条件为小车运行到指定位置时一级和二级模态摆角和模态摆角速度φ与均为零，即t∈[t1+t2,t1+t2+t3)时间段的速度轨迹代入已搭建的起重机数学模型系统中，可得到模态角φ1和φ2在t∈[t1+t2,t1+t2+t3)的时间导数φ13、φ23、满足：一级摆角：二级摆角：T＝t1+t2+t3；根据边界条件φ13(T)＝0和φ23(T)＝0，和求解边界条件更新小车运行的加速、减速和匀速运行的时间，根据此时间控制小车，即可达到抑制残留摆动的目的。2.根据权利要求1所述的一种双摆桥式起重机...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳慧珉，胡金鑫，禹春敏，张广明，王德明，梅磊，邓歆，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32