[发明专利]桥式吊车最短时间防摆轨迹实时生成方法

权利要求书

1.一种桥式吊车最短时间防摆轨迹实时生成方法，用于人工操作员(1)通过触摸屏遥控操作系统(2)来远程控制吊车(3)进行水平运动，

其特征在于：该方法的具体步骤如下：

第1、通过桥式吊车的触摸屏遥控操作系统设置输入参数的值，控制吊车沿已建立坐标系x方向水平运动；

输入参数包括：最大摆角θ_max、最大速度v_max、最大加速度a_max、绳长L和目标运送位置x_f(5)；

第2、令q＝[x v θ ε]^T为桥式吊车的状态向量，其中x表示桥式吊车运送位置、v表示桥式吊车运行速度、θ表示负载摆动角度、ε表示负载摆角速度，桥式吊车从起始状态q₀＝[0 0 0 0]^T到运送目标状态q_f＝[x_f 0 0 0]^T的过程中，生成的最短时间防摆轨迹经过二个阶段或三个阶段——加速阶段、匀速阶段和减速阶段，其中匀速段不存在时即为二个阶段，具体由算法判断，加速阶段与减速阶段的速度相互对称，其中加速阶段实时规划通过如下步骤得到：

第2.1、利用离线最短时间轨迹规划方法生成不同参数设置下的大量离线规划数据，构建数据库；

第2.2、根据第2.1步构建的数据库，利用机器学习算法构建回归模型并且训练模型参数；

第2.3、利用第2.2步得到的回归模型，进行实时加速阶段轨迹规划，利用得到的加速阶段轨迹，根据位置对称得到减速阶段的位置轨迹。

2.根据权利要求1所述的桥式吊车最短时间防摆轨迹实时生成方法，其特征在于所述的触摸屏遥控操作系统实现装置从以下选取：

a)带有触摸屏的单片机开发板，通过RS485总线与无线收发模块(4)相连，

b)平板电脑，

c)智能手机。

3.根据权利要求1所述的桥式吊车最短时间防摆轨迹实时生成方法，其特征在于第2.1步所述的构建数据库具体步骤如下：

对系统参数包括绳长L，最大速度v_max，最大加速度a_max，最大摆角θ_max在用户设定的范围内进行均匀采样，即L∈{L₁,L₂......L_m}，v_max∈{v_max1,v_max2......v_maxn},θ_max∈{θ_max1,θ_max2......θ_maxp},a_max∈{a_max1,a_max2......a_maxq}，其中m×n×p×q分别为对L，v_max，a_max，θ_max采样点的个数，由用户设定，利用上述采样点，生成m×n×p×q组参数组合，对于每一组参数，设定加速阶段初始状态为q₀＝[0 0 0 0]^T，加速阶段终止状态为v＝v_max,θ＝0,ε＝0，使用离线最短时间规划算法，计算加速阶段轨迹运行时间T_up(L,v_max,θ_max,a_max)和运行轨迹x(L,v_max,θ_max,a_max,t),t∈[0 T_up]，因此，共生成m×n×p×q条加速阶段轨迹以及对应的加速时间，以此作为加速阶段数据库。