[发明专利]一种桥门式起重机开环防摇方法

说明书

本发明公开了一种桥门式起重机开环防摇方法，行走机构通过挂绳悬挂货物，行走机构由电机驱动行驶，通过电机编码器检测单摆的绳长，依据单摆绳长获取单摆的摇摆周期；获取人工输入的实时速度命令；实时速度命令经过速度命令斜坡发生器生成第一速度命令；延时单元依据摇摆周期T对第一速度命令进行延时，生成第二速度命令；第一速度命令与第二速度命令经过求和计算器相加，再经过平均单元生成第三速度命令；依据第三速度命令和电机实时速度N_fk生成电机速度环控制的输入信号，驱动电机行驶。本发明鲁棒性强、无需图像传感器，只需要检测单摆的绳长，能够在等效绳长检测误差存在的情况下保证货物的残余摆动较小，无论负载的大小，控制效果都较好。

技术领域

本发明本属于应用在桥门式起重设备行走机构上的控制方法，防止悬挂货物摇摆的控制方法。

背景技术

在某些桥门式起重设备上，例如轨道式龙门吊、轮胎式龙门吊、桥梁式起重机，行走机构会在钢丝绳悬挂货物的情况下做水平方向的运行，如控制不当，悬挂的货物会形成摇摆。这种摇摆会对机械及周边的环境造成损害，也会降低工作效率。控制这种摇摆通常有人工防摇、机械防摇和电子防摇三类方法，人工防摇对操作人员的熟练程度要求较高，且需要操作人员距离设备较近操作，在远程控制的应用中，当图像信号以通信的方式传送且有时间上的延迟时，人工防摇无法进行；机械防摇是从起重机的设计角度出发，让货物不会摇摆起来，如振华重工的八绳防摇，其缺点是设备的复杂程度增加，维护成本加大；电子防摇能够应用于远程操作，其方法很多，现有方法中西门子公司的方法需要安装复杂的图像传感器来采集摇摆的角度并进行摇摆的控制，容易受环境条件影响且成本较高；ABB公司的方法无需传感器，只需检测单摆的绳长，可允许操作人员在任何时刻改变速度命令的大小和方向，但是由于其需要精确的等效绳长参与控制，在等效绳长检测误差存在时，残余摆动较大；安川公司的方法无需传感器，且能防止初始的摇摆，但是由于其原理是用摇摆的货物在行走机构上产生的负载转矩来近似等效摇摆的角度，在负载较轻时效果较差。

发明内容

本发明要针对上述背景技术存在的问题，提供一种防摇控制效果更好的桥门式起重机开环防摇方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种桥门式起重机开环防摇方法，行走机构通过挂绳悬挂货物，所述行走机构由行走电机驱动行驶，通过起升电机编码器检测单摆的绳长L，依据单摆绳长L获取单摆的摇摆周期T；获取人工输入的实时速度命令N_ref；所述实时速度命令N_ref经过速度命令斜坡发生器生成第一速度命令N_cmd1；延时单元依据所述摇摆周期T对所述第一速度命令N_cmd1进行延时，生成第二速度命令N_cmd2；所述第一速度命令N_cmd1与所述第二速度命N_cmd2经过求和计算器相加，再经过平均单元生成第三速度命令N_cmd3；所述第三速度命令N_cmd3还经过低通滤波器之后生成低通滤波速度命令N_{cmd_LPF}；

还包括防摇启动选择器，所述防摇启动选择器的两个输入端分别接收常数0输入信号和防摇速度命令N_{cmd_θ}输入信号，所述防摇速度命令为：获取行走电机实时速度N_fk，所述实时速度N_fk依次经过摇摆角度估计器和防摇控制系数乘法器之后生成防摇速度命令N_{cmd_θ}，所述防摇启动选择器根据SW_antisway的控制将常数0或所述防摇速度命令N_{cmd_θ}输出，依据所述低通滤波速度命令N_{cmd_LPF}与防摇启动选择器的输出相减生成第四速度命令N_cmd；所述第四速度命令N_cmd与所述行走电机实时速度N_fk的差值经过速度PI调节器之后生成的转矩给定信号T_gvn以驱动所述行走电机行驶。