本发明专利技术公开了一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法、存储介质及设备，根据门座起重机运动的起点和终点将运动过程修改为改进的S型曲线：加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段；根据门座起重机上象鼻梁到吊物的长度估计摆动周期，根据摆动周期调整减加速段和减减速段的时间；在匀速段的每一个摆动周期内实时检测吊物的最大摆角值，进行加减速控制，直至进入加减速段。与已有的防摆控制算法相比，可以实现更优的消摆控制，增强门座起重机的稳定性和安全性。本发明专利技术的控制方法简单，易于工程实用，抗干扰性强，具有十分广阔的工程应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及起重机控制，具体地，涉及一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法、存储介质及设备。
技术介绍
1、门座起重机是一种常用的起重设备，由于起重机操作过程中存在惯性和力的作用，当起吊的物体不平衡或者移动速度不一致时，容易引起摆动，这会影响到操作的安全性和效率。
2、为了解决这一问题，目前已经有一些防摆控制算法被提出，主要分为两大类：第一类是轨迹跟踪策略包括离线运动规划和输入整形方法，这类方法主要从轨迹规划的方式对象鼻梁的运动轨迹进行规划，通过控制实现对轨迹的精确跟踪，从而实现防摆控制；第二类是镇定控制策略，从经典控制、现代控制和智能控制等方面分别展开，具体方法包括pid控制、最优控制、滑模控制、反步控制和无源控制等，先对系统进行建模，然后根据测量的结果进行控制，实现摆动的抑制。
3、然而上述方法在门机控制的实际应用中存在以下不足：现有的门座起重机防摆控制技术在应对复杂工况时存在局限性，例如，当起吊物体体积庞大或者形状复杂时，摆动问题会更加复杂，防摆控制的难度也会增加；此外，在风力较大、地面不平坦或者起重机本身存在机械故障的情况下，防摆控制技术往往无法完全解决摆动问题，需要人工干预或采取其他措施来确保操作的安全性。特别是第一类方法，对运动过程中的干扰基本无能为力。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法、存储介质及设备，以减少门座起重机工作过程中的晃动和摆动。
2、为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，具体包括如下步骤：
3、根据门座起重机运动的起点和终点将运动过程进行轨迹规划，得到改进的s型曲线：加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段；
4、根据门座起重机上象鼻梁到吊物的长度估计摆动周期，根据摆动周期调整减加速段和减减速段的时间；
5、在匀速段的每一个摆动周期内实时检测吊物的最大摆角值，进行加减速控制，直至进入加减速段。
6、进一步地，所述摆动周期的估计过程为：
7、
8、其中，t表示摆动周期，l表示门座起重机上象鼻梁到吊物的长度，g表示重力加速度。
9、进一步地，所述门座起重机运动分为旋转运动和变幅运动。
10、进一步地，当门座起重机运动为变幅运动时，所述改进的s型曲线的加速度表示为：
11、
12、其中，a(ti)表示改进的s型曲线在第i个运动阶段的时刻ti下的加速度，t1表示加加速段的总时间，t2表示匀加速段的总时间，t3表示减加速段的总时间，t3＝t/4，t4表示匀速段的总时间，t5表示加减速段的总时间，t6表示匀减速段的总时间，t7表示减减速段的总时间，t7＝t/4；j1、j2、j3均为加加速度，满足j1t1＝j2t3＝a、j1t5＝j3t7＝d，a为最大加速度，d为最大减加速度。
13、进一步地，在匀速段的每一个摆动周期内实时检测吊物的最大摆角值，进行加减速控制的具体过程为：
14、a、在匀速段吊物前进方向的一个摆动周期内实时检测吊物的最大摆角值θ，在吊物前进方向最大摆角处，门座起重机的象鼻梁进行加速度的匀减速运动，运动时间为t/4，之后门座起重机的象鼻梁保持匀速运动到吊物摆动前进方向反方向最大摆角处；
15、b、通过匀减速运动调整后，实时检测调整后吊物前进方向反方向的一个摆动周期内吊物的最大摆角值θ'，在前进方向反方向最大摆角处，门座起重机的象鼻梁进行加速度的匀加速运动，运动时间为t/4，之后门座起重机的象鼻梁保持匀速运动到吊物摆动前进方向最大摆角处；
16、c、重复步骤a-b，直至吊物进入加减速段。
17、进一步地，当门座起重机运动为旋转运动时，所述改进的s型曲线的加速度为角加速度，表示为：
18、
19、其中，α(ti)表示改进的s型曲线在第i个运动阶段的时刻ti下的角加速度，t1表示加加速段的总时间，t2表示匀加速段的总时间，t3表示减加速段的总时间，t3＝t/4，t4表示匀速段的总时间，t5表示加减速段的总时间，t6表示匀减速段的总时间，t7表示减减速段的总时间，t7＝t/4；j1、j2、j3均为加加速度，满足j1t1＝j2t3＝a、j1t5＝j3t7＝d，a为最大加速度，d为最大减速度；s表示吊物到旋转中心的距离。
20、进一步地，在匀速段的每一个摆动周期内实时检测吊物的最大摆角值，进行加减速控制的具体过程为：
21、i、在匀速段吊物前进方向的一个摆动周期内实时检测吊物的最大摆角值θ，在吊物前进方向最大摆角处，门座起重机的象鼻梁进行角加速度的匀减速运动，运动时间为t/4，之后象鼻梁保持匀速运动，直到吊物摆动到前进方向反方向最大摆角处；
22、ii、通过匀减速运动调整后，实时检测调整后吊物前进方向反方向的一个摆动周期内吊物的最大摆角值θ'，在前进方向反方向最大摆角处，门座起重机的象鼻梁进行角加速度的匀加速运动，运动时间为t/4，之后象鼻梁保持匀速运动，直到吊物摆动到吊物前进方向最大摆角处；
23、iii、重复步骤i-ii，直至吊物进入加减速段。
24、进一步地，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序使计算机执行所述的基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法。
25、进一步地，本专利技术还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时，实现所述的基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法。
26、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法采用改进的s型曲线进行轨迹规划，根据摆动周期调整减加速段和减减速段的时间，尽可能减少吊物的摆动幅度；在匀速段根据实时检测吊物的最大摆角值，将匀速段进行加减速控制来进行消摆，从而在每个摆动周期内进行实时消摆，响应速度更快，与已有的防摆控制算法相比，可以实现更优的消摆控制，增强门座起重机的稳定性和安全性。本专利技术的控制方法简单，易于工程实用，抗干扰性强，具有十分广阔的工程应用前景。
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【技术保护点】
1.一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，所述摆动周期的估计过程为：
3.根据权利要求2所述的一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，所述门座起重机运动分为旋转运动和变幅运动。
4.根据权利要求3所述的一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，当门座起重机运动为变幅运动时，所述改进的S型曲线的加速度表示为：
5.根据权利要求4所述的一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，在匀速段的每一个摆动周期内实时检测吊物的最大摆角值，进行加减速控制的具体过程为：
6.根据权利要求3所述的一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，当门座起重机运动为旋转运动时，所述改进的S型曲线的加速度为角加速度，表示为：
7.根据权利要求6所述的一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，在匀速段的每一个摆动周期内实时检测吊物的最大摆角值，进行加减速控制的具体过程为：
8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序使计算机执行如权利要求1-7任一项所述的基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法。
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【技术特征摘要】
1.一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，所述摆动周期的估计过程为：
3.根据权利要求2所述的一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，所述门座起重机运动分为旋转运动和变幅运动。
4.根据权利要求3所述的一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，当门座起重机运动为变幅运动时，所述改进的s型曲线的加速度表示为：
5.根据权利要求4所述的一种基于轨迹规划和加减速控制的门座起重机防摆控制方法，其特征在于，在匀速段的每一个摆动周期内实时检测吊物的最大摆角值，进行加减速控制的具体过程为：
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：万锦旗，佘中健，戴毅斌，李招云，董旻，杨恺，汤玉东，刘汉忠，唐鹏，朱晓春，
申请(专利权)人：江苏苏港智能装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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