一种天车吊物摆动角度实时控制方法及系统技术方案

一种天车吊物摆动角度实时控制方法及系统，包括：识别天车吊起货物后的摆长l。实时识别沿天车运动方向天车与货物的相对位移d。实时识别沿天车运动方向天车的加速度a。第一阶段启动天车，让天车带动货物向前移动。第二阶段通过调整天车的速度，控制吊臂的角度。第三阶段天车带动货物做匀速直线运动。第四阶段通过调整天车的速度，控制吊臂角度，做好减速准备。第五阶段通过刹停天车，控制货物停止。其中，各阶段的加速度的绝对值均小于等于最大加速度限值a

【技术实现步骤摘要】
一种天车吊物摆动角度实时控制方法及系统
本专利技术涉及一种天车控制方法，具体涉及一种天车吊物摆动角度实时控制方法，属于港口机械
本专利技术还涉及一种天车吊物摆动角度实时控制系统。
技术介绍
随着全球贸易量的不断提高，港口的吞吐量要求越来越高。在港口不扩建的前提下，提高港口门式起重机天车的运行效率，能够大大提高港口门式起重机的工作效率。但天车运行是一个非常复杂的非线性系统，主要分为3个控制部分：起动阶段、稳定运行阶段、制动阶段。在这三个阶段中，由于天车与货物为柔性连接，货物相对于天车形成摆动。会极大影响天车运行过程中的平稳性，使得天车在整个运行过程中不稳定，运行速度慢，极大影响生产效率，若到达目的地时，货物还存在摆动，则天车还需要额外的操作使得货物停止摆动，浪费时间。同时，还容易导致安全事故的发生。那么一般在起动阶段，通过控制小车的加速度，实现吊摆消摆，在消摆位置小车速度达到全速，随后的中间过程，小车以最大速度匀速无摆前进，这样在作业过程中大部分时间，小车速度最高运行。当小车接近目标位置时，同样通过控制小车的加速度，实现与起动阶段相反的过程。当达到卸料目的地时，吊摆完成消摆。卸料过程为静态卸料，吊具在目标位置上方。因此，如何提供一种天车吊物摆动角度实时控制方法，能够使得天车与货物在启动阶段和制动阶段，最快速度的消摆，提高货物运输的稳定性，提高运输效率，降低安全事故的发生，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术能够使得天车与货物在启动阶段和制动阶段，最快速度的消摆，提高货物运输的稳定性，提高运输效率，降低安全事故的发生。本专利技术提供一种天车吊物摆动角度实时控制方法，包括以下步骤：识别天车吊起货物后的摆长l。实时识别沿天车运动方向天车与货物的相对位移d。实时识别沿天车运动方向天车的加速度a。第一阶段启动天车，让天车带动货物向前移动。第二阶段通过调整天车的速度，控制吊臂的角度。第三阶段天车带动货物做匀速直线运动。第四阶段通过调整天车的速度，控制吊臂角度，做好减速准备。第五阶段通过刹停天车，控制货物停止。根据本专利技术的第一个实施方案，提供的一种天车吊物摆动角度实时控制方法。一种天车吊物摆动角度实时控制方法，包括以下步骤：识别天车吊起货物后的摆长l。实时识别沿天车运动方向天车与货物的相对位移d。实时识别沿天车运动方向天车的加速度a。第一阶段启动天车，让天车带动货物向前移动。第二阶段通过调整天车的速度，控制吊臂的角度。第三阶段天车带动货物做匀速直线运动。第四阶段通过调整天车的速度，控制吊臂角度，做好减速准备。第五阶段通过刹停天车，控制货物停止。其中，各阶段的加速度的绝对值均小于等于最大加速度限值amax。进一步地，作为本专利技术一种更为优选地实施方案，第一阶段中：天车以第一加速度a1状态加速带动货物移动，天车移动至A点，加速时间为t1，天车与货物的相对位移为dA，dA为正值。第二阶段中：调整加速摆动角度第一步，天车以第二加速度a21状态减速至低于货物移动速度，天车移动至B点，减速时间为t21，天车与货物的相对位移为dB，dB为负值。第二阶段中：调整加速摆动角度第二步，天车以第三加速度a22状态加速跟上货物的移动速度，天车移动至C点，加速时间为t22，天车与货物的相对位移为d22，d22为0。第三阶段中：天车带动货物匀速运动，天车移动至D点，匀速运动时间为t3，天车与货物的相对位移为d3，d3为0。第四阶段中：调整减速摆动角度第一步，天车以第四加速度a41状态减速至低于货物移动速度，天车移动至E点，减速时间为t41，天车与货物的相对位移为d41，d41为负值。第四阶段中：调整减速摆动角度第二步，天车以第五加速度a42状态加速跟上货物的移动速度，天车移动至F点，加速时间为t42，天车与货物的相对位移为d42，d42为0。第五阶段中：缓慢制动天车，天车以第六加速度a5状态带动货物减速至停止，天车移动至G点，制动停止时间为t5，天车与货物的相对位移为d5，d5为0。其中a1、a21、a22、a41、a42、a5均小于等于最大加速度限值amax。进一步地，作为本专利技术一种更为优选地实施方案，所述相对位移d与所述加速度a的满足的关系式为：其中g为重力加速度，为一次求导d值，为二次求导d值，为每个阶段的初始值，进一步地，作为本专利技术一种更为优选地实施方案，所述t1时间段内：dA＝a1(cosωt1-1)/ω2(式4)且a1≤amax。进一步地，作为本专利技术一种更为优选地实施方案，所述t21时间段内：dB＝(dA/ω)sinωt21+(dA+a21/ω2)cosωt21-a21/ω2(式6)进一步地，作为本专利技术一种更为优选地实施方案，所述t22时间段内：(dB/ω)sinωt22+(dB+a22/ω2)cosωt22-a22/ω2＝dC＝0(式8)a1t1+a21t21+a22t22＝v(式10)t2＝t21+t22(式11)进一步地，作为本专利技术一种更为优选地实施方案，所述t3时间段内：t3＝{S–a1t12/2–[(a1t1t21+a21t212/2)+((a1t1+a21t21)t22+a22t222/2)]–sDG}/v(式12)sDG＝a1t12/2+a1t1t21+a21t212/2+(a1t1+a21t21)t22+a22t222/2(式13)其中，S为天车移动的总距离。SDG为天车在t4和t5时间段内经过的距离。进一步地，作为本专利技术一种更为优选地实施方案，在所述t4时间段内：t4＝t2,a41＝-a22,a42＝-a21(式14)在所述t5时间段内：t5＝t1,a5＝-a1(式15)进一步地，作为本专利技术一种更为优选地实施方案，天车运行的总时间为T，T＝t1+t21+t22+t3+t41+t42+t5。结合式1-式15，得出：T的最小值Tmin，各时间段的时间t1、t21、t22、t3、t41、t42、t5的具体值，及各时间段的加速度a1、a21、a22、a41、a42、a5的具体值。进一步地，作为本专利技术一种更为优选地实施方案，根据a1、a21、a22、a41、a42、a5的具体值和t1、t21、t22、t3、t41、t42、t5的具体值，控制天车的移动以最小时间，最平稳地到达目标位置。在第一个实施方案中，提供一种天车吊物摆动角度实时控制方法，包括以下步骤：识别天车吊起货物后的摆长l。实时识别沿天车运动方向天车与货物的相对位移d。实时识别沿天车运动方向天车的加速度a。第一阶段启动天车，让天车带动货物向前移动。第二阶段通过调整天车的速度，控制吊臂的角度。第三阶段天车带动货物做匀速直线运动。第四阶段通过调整天车的速度，控制吊臂角度，做好减速准备。第五阶段通过刹停天车，控制货物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天车吊物摆动角度实时控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n识别天车吊起货物后的摆长1；；/n实时识别沿天车运动方向天车与货物的相对位移d；/n实时识别沿天车运动方向天车的加速度a；/n第一阶段启动天车，让天车带动货物向前移动；/n第二阶段通过调整天车的速度，控制吊臂的角度；/n第三阶段天车带动货物做匀速直线运动；/n第四阶段通过调整天车的速度，控制吊臂角度，做好减速准备；/n第五阶段通过刹停天车，控制货物停止；/n其中，各阶段的加速度的绝对值均小于等于最大加速度限值a

【技术特征摘要】
1.一种天车吊物摆动角度实时控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
识别天车吊起货物后的摆长1；；
实时识别沿天车运动方向天车与货物的相对位移d；
实时识别沿天车运动方向天车的加速度a；
第一阶段启动天车，让天车带动货物向前移动；
第二阶段通过调整天车的速度，控制吊臂的角度；
第三阶段天车带动货物做匀速直线运动；
第四阶段通过调整天车的速度，控制吊臂角度，做好减速准备；
第五阶段通过刹停天车，控制货物停止；
其中，各阶段的加速度的绝对值均小于等于最大加速度限值amax。


2.根据权利要求1所述的天车吊物摆动角度实时控制方法，其特征在于，
第一阶段中：天车以第一加速度a1状态加速带动货物移动，天车移动至A点，加速时间为t1，天车与货物的相对位移为dA，dA为正值；
第二阶段中：调整加速摆动角度第一步，天车以第二加速度a21状态减速至低于货物移动速度，天车移动至B点，减速时间为t21，天车与货物的相对位移为dB，dB为负值；
第二阶段中：调整加速摆动角度第二步，天车以第三加速度a22状态加速跟上货物的移动速度，天车移动至C点，加速时间为t22，天车与货物的相对位移为d22，d22为0；
第三阶段中：天车带动货物匀速运动，天车移动至D点，匀速运动时间为t3，天车与货物的相对位移为d3，d3为0；
第四阶段中：调整减速摆动角度第一步，天车以第四加速度a41状态减速至低于货物移动速度，天车移动至E点，减速时间为t41，天车与货物的相对位移为d41，d41为负值；
第四阶段中：调整减速摆动角度第二步，天车以第五加速度a42状态加速跟上货物的移动速度，天车移动至F点，加速时间为t42，天车与货物的相对位移为d42，d42为0；
第五阶段中：缓慢制动天车，天车以第六加速度a5状态带动货物减速至停止，天车移动至G点，制动停止时间为t5，天车与货物的相对位移为d5，d5为0；
其中a1、a21、a22、a41、a42、a5均小于等于最大加速度限值amax。


3.根据权利要求2所述的天车吊物摆动角度实时控制方法，其特征在于，所述相对位移d与所述加速度a的满足的关系式为：









其中g为重力加速度，为一次求导d值，为二次求导d值，为每个阶段的初始值，





4.根据权利要求3所述的天车吊物摆动角度实时控制方法，其特征在于，所述t1时间段内：
dA＝a1(cos...

【专利技术属性】
技术研发人员：李弢霖，李斌，夏艺萌，王敏学，骆亦琦，梁潇潇，
申请(专利权)人：湖南釜晟智能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43