[发明专利]基于正反POSICAST输入整形法的起重机防摇控制方法

说明书

本发明涉及一种基于正反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T_d是系统的阻尼振荡周期。本发明适用于有阻尼系统，也适用于无阻尼二阶系统。由于此方法是开环控制方法，本发明的优点是不需要用于闭环反馈的测量传感器。本发明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。

技术领域

本发明涉及港口起重机防摇控制方法，具体涉及一种基于正反POSICAST 输入整形法的起重机防摇控制方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明的技术方案如下：

一种基于正反POSICAST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_c，进而调节小车的运行速度V_c，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a_m，切向速度为V_m，k为摆角最后稳定时的幅值，ω_n为自然震荡频率，ξ为阻尼比，ω_d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POSICAST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T_d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：时刻之后的摆角回到零的正反向POSICAST方法；