一种单轨吊机车半坡启动控制方法技术

本发明专利技术涉及控制调节技术领域，具体涉及一种单轨吊机车半坡启动控制方法，包括：采集单轨吊车的实时姿态数据；根据单轨吊车的姿态数据获得每一时刻吊车的状态在不同方向上的数据的响应；根据主数据响应的变化获得运动状态变化点的可能程度，根据运动状态变化点的可能程度对主数据响应序列进行区间划分；根据每一数据区间内数据的变化来获得惯性权重；根据不同数据区间中数据的变化来获得每个粒子的适应度值；根据获得的惯性权重与每个粒子的适应度值获得局部最优变化数据区间；根据最优变化数据区间获得

【技术实现步骤摘要】
一种单轨吊机车半坡启动控制方法


[0001]本专利技术涉及控制调节
，具体涉及一种单轨吊机车半坡启动控制方法
。

技术介绍

[0002]单轨吊机车是一种常用于运输物料的起重设备，广泛应用于港口
、
矿山
、
仓库等场所
。
在实际工作中，单轨吊机车经常需要在坡道上进行操作，例如在半坡启动时，往往会遇到较大的阻力和惯性力，对控制系统提出了更高的要求
。
半坡启动时，单轨吊机车需要克服较大的阻力和惯性力，如果控制不当，可能会导致载荷晃动
、
倾斜等问题，从而影响运输物料的稳定性
。
为保证正常行驶，合理的半坡启动控制算法可以使单轨吊机车在启动过程中达到最佳的运行效率，减少能量消耗和时间成本
。
使用
PID
控制算法，基于当前速度
、
目标速度和传感器测量的加速度进行调整，根据控制算法的输出，计算出新的加速度命令或控制指令，将新的加速度命令或控制指令应用于机车控制系统，使机车按照指令进行加速
。
[0003]在现有技术中，
PID
控制算法基于对误差的比例
、
积分和微分进行调节，以实现系统的稳定性和精确性
。
但是一般的参数设定主要是通过人为设定的，不能够根据实际的使用场景自行调节各项参数，导致某些情况下给定的参数不合理，从而不能对单轨吊车半坡启动进行很好的控制
。
因此本专利技术基于具体实时场景，通过粒子群算法来自适应寻找单轨吊车半坡启动过程中控制系统的最佳参数，从而满足不同应用场景下的控制
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供一种单轨吊机车半坡启动控制方法
。
[0005]本专利技术的一种单轨吊机车半坡启动控制方法采用如下技术方案：本专利技术一个实施例提供了一种单轨吊机车半坡启动控制方法，该方法包括以下步骤：采集单轨吊车的实时姿态数据，姿态数据包括单轨吊车
X、Y、Z
三个方向上的运动加速度，所述姿态数据包括若干数据点，每个数据点表示每个时刻的加速度大小；根据单轨吊车的姿态数据获得每一时刻吊车的状态在不同方向上的数据响应，根据所述数据响应确定
X、Y、Z
三个方向上的主数据响应，由主数据响应包含的数据点构成主数据响应序列；根据主数据响应的变化获得运动状态变化点的可能程度，根据运动状态变化点的可能程度对主数据响应序列进行区间划分；根据每一数据区间内数据的变化获得惯性权重；将数据区间记为粒子，根据不同数据区间中数据的变化来获得每个粒子的适应度值；根据获得的惯性权重与每个粒子的适应度值获得局部最优变化数据区间；根据最优变化数据区间来获得
PID
控制器的比例调节系数；根据获得的比例调节系数获得
PID
控制器的输出，实现对单轨吊车半坡启动的控制
。
[0006]进一步地，所述根据单轨吊车的姿态数据获得每一时刻吊车的状态在不同方向上
的数据响应，包括的具体步骤如下：获得第个方向上的加速度数据中第个数据点的幅值，记第时刻获得的三个方向上的加速度数据的和为第一特征值，由第个方向上的加速度数据中第个数据点的幅值比上第一特征值记为第个时刻的数据响应
。
[0007]进一步地，所述根据所述数据响应确定
X、Y、Z
三个方向上的主数据响应，由主数据响应包含的数据点构成主数据响应序列，包括的具体步骤如下：将第
a
个数据点在所有方向上的最大数据响应作为第
a
个数据点的主数据响应，所有数据点的主数据响应构成主数据响应序列
。
[0008]进一步地，所述根据主数据响应的变化获得运动状态变化点的可能程度，包括的具体步骤如下：式中，表示主数据响应序列中第个主数据响应为运动状态变化点的可能程度，表示第个主数据响应的幅值，表示第个主数据响应的幅值，表示第个主数据响应的斜率，表示第个主数据响应的斜率，表示第个主数据响应的斜率，为预设数据点数量，表示以自然常数为底的指数函数
。
[0009]进一步地，所述根据运动状态变化点的可能程度对主数据响应序列进行区间划分，包括的具体步骤如下：将第个主数据响应为运动状态变化点的可能程度记为，当时，将第个主数据响应记为运动状态变化点，主数据响应序列中，每两个运动状态变化点之间包含的数据为一个数据区间，然后由多个运动状态变化点组成多个数据区间，为预设阈值
。
[0010]进一步地，根据每一数据区间内数据的变化获得惯性权重，包括的具体步骤如下：获取每个数据区间中的主数据响应的平均值，获取主数据响应的平均值小于0的数据区间，记为第一区间，获取每个第一区间的长度，该长度表示第一区间的最大时间差值，所有第一区间的长度的最大值记为第二特征值；获取每个数据区间的方差，根据所有数据区间中方差的最大值与最小值
、
相邻两个运动状态变化点所处时刻以及第二特征值获得每一数据区间内数据的变化获得惯性权重
。
[0011]进一步地，根据所有数据区间中方差的最大值与最小值
、
相邻两个运动状态变化点所处时刻以及第二特征值获得每一数据区间内数据的变化获得惯性权重，包括的具体步骤如下：
式中，表示惯性权重，获取每个数据区间的方差，将所有的数据区间中方差的最大值记为，方差的最小值记为，表示第个运动状态变化点所处的时刻，表示第个运动状态变化点所处的时刻，表示运动状态变化点的数量；表示第二特征值；表示归一化函数，表示以自然常数为底的指数函数
。
[0012]进一步地，所述根据不同数据区间中数据的变化来获得每个粒子的适应度值，包括的具体步骤如下：式中，表示第粒子的适应度值，表示第个粒子的方差，表示第个粒子的幅度均值，表示运动状态变化点的数量，表示以自然常数为底的指数函数
。
[0013]进一步地，所述根据获得的惯性权重与每个粒子的适应度值获得局部最优变化数据区间；根据最优变化数据区间来获得
PID
控制器的比例调节系数，包括的具体步骤如下：根据获得的惯性权重与每个粒子的适应度值通过粒子群算法获得局部最优变化数据区间，记为，然后根据最优变化数据区间来获得
PID
控制器的比例调节系数
。
[0014]式中，表示比例调节系数，表示在目标数据区间中第个极值点的幅值，表示目标数据区间中所有数据点的均值，表示极值点的数量
。
[0015]进一步地，所述根据获得的比例调节系数获得
PID
控制器的输出，实现对单轨吊车半坡启动的控制，包括的具体步骤如下：根据获得的比例调节系数，将其输入到
PID
控制器中，获得单轨吊车的控制输出，从而实现对单轨吊车半坡启动的控制
。
[0016]本专利技术的技术方案的有益效果是：在对单轨吊车半坡启动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种单轨吊机车半坡启动控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集单轨吊车的实时姿态数据，姿态数据包括单轨吊车
X、Y、Z
三个方向上的运动加速度，所述姿态数据包括若干数据点，每个数据点表示每个时刻的加速度大小；根据单轨吊车的姿态数据获得每一时刻吊车的状态在不同方向上的数据响应，根据所述数据响应确定
X、Y、Z
三个方向上的主数据响应，由主数据响应包含的数据点构成主数据响应序列；根据主数据响应的变化获得运动状态变化点的可能程度，根据运动状态变化点的可能程度对主数据响应序列进行区间划分；根据每一数据区间内数据的变化获得惯性权重；将数据区间记为粒子，根据不同数据区间中数据的变化来获得每个粒子的适应度值；根据获得的惯性权重与每个粒子的适应度值获得局部最优变化数据区间；根据最优变化数据区间来获得
PID
控制器的比例调节系数；根据获得的比例调节系数获得
PID
控制器的输出，实现对单轨吊车半坡启动的控制
。2.
根据权利要求1所述的一种单轨吊机车半坡启动控制方法，其特征在于，所述根据单轨吊车的姿态数据获得每一时刻吊车的状态在不同方向上的数据响应，包括的具体步骤如下：获得第个方向上的加速度数据中第个数据点的幅值，记第时刻获得的三个方向上的加速度数据的和为第一特征值，由第个方向上的加速度数据中第个数据点的幅值比上第一特征值记为第个时刻的数据响应
。3.
根据权利要求1所述的一种单轨吊机车半坡启动控制方法，其特征在于，所述根据所述数据响应确定
X、Y、Z
三个方向上的主数据响应，由主数据响应包含的数据点构成主数据响应序列，包括的具体步骤如下：将第
a
个数据点在所有方向上的最大数据响应作为第
a
个数据点的主数据响应，所有数据点的主数据响应构成主数据响应序列
。4.
根据权利要求1所述的一种单轨吊机车半坡启动控制方法，其特征在于，所述根据主数据响应的变化获得运动状态变化点的可能程度，包括的具体步骤如下：式中，表示主数据响应序列中第个主数据响应为运动状态变化点的可能程度，表示第个主数据响应的幅值，表示第个主数据响应的幅值，表示第个主数据响应的斜率，表示第个主数据响应的斜率，表示第个主数据响应的斜率，为预设数据点数量，表示以自然常数为底的指数函数
。5.
根据权利要求1所述的一种单轨吊机车半坡启动控制方法，其特征在于，所述根据运动状态变化点的可能程度对主数据响应序列进行区间划分，包括的具体步骤如下：
将第个主数据响应为运动状态变化点的可能程度记为，当时，将第个主数据响应记为运动状态变化点，主数据响应序列中，每两个运动状态变化点之间包含的数据为一个数据区间，然后由多个运...

【专利技术属性】
技术研发人员：于宏溪，庄奎斌，逢志明，王惠强，
申请(专利权)人：山东拓新电气有限公司，
类型：发明
国别省市：