[发明专利]一种起重机智能防摇摆控制系统及其精确定位方法

权利要求书

1.一种起重机智能防摇摆控制系统的精确定位方法，起重机智能防摇摆控制系统包括设置在吊臂上可延吊臂方向移动的大车（1），所述大车（1）上设有与大车（1）运动方向垂直的小车（2），所述小车（2）上设有起升机构（3），所述起升机构（3）包括控制卷筒（3.1）和吊绳（3.2），所述吊绳（3.2）的底端设有吊具（3.3），其特征在于：还包括防摇控制器和监控输入端，所述小车（2）的底部设有导向装置（4），所述控制卷筒（3.1）上设有绳长测量传感器，所述导向装置（4）、绳长测量传感器和监控输入端均与防摇控制器连通，所述防摇控制器分别与大车（1）和小车（2）的电机连通，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：通过监控输入端设定起重机运行参数，同时绳长测量传感器实时采集起吊绳（3.2）的绳长数据，并传输给防摇控制器；

步骤2：防摇控制器完成吊绳（3.2）长度的误差补偿，得到有效吊绳（3.2）的长度，并将其传输给防摇控制器；

步骤3：防摇控制器通过运算，计算得到负载偏摆周期和运行机构速度，最终防摇控制器根据起重机开环前馈防摇算法控制大车（1）和小车（2）的电机，从而运行起重机的防摇；

所述步骤3中起重机开环前馈防摇算法包括：

根据起重机系统动力学分析，确定负载偏摆角度和小车（2）加速度之间的关系，起重机系统动力学方程为：

式中，l为负载起吊绳长，θ为负载在竖直方向上的偏摆角度，为小车（2）的加速度；

所述起重机开环前馈防摇算法还包括：

由于起重机运动为大车（1）和小车（2）方向的分别运动，则有大车（1）方向上的运动规律将于小车（2）运动方向上相同，因此本防摇摆控制系统通过分别控制大车（1）和小车（2）方向上的运动抑制负载偏摆，实现起重机的防摇；利用前馈控制理论基于输入整形控制方法可以得到n脉冲时起重机智能防摇摆控制系统前馈校正响应函数u(t)：

式中，A_i和A_i+1为第i和i+1个脉冲的系统响应幅值，t_i和t_i+1为第i和i+1个脉冲响应响应时间，“• ”为卷积运算符号，T为系统偏摆周期，，σ为衰减系数，，为负载偏摆阻尼比，。

2.根据权利要求1所述的起重机智能防摇摆控制系统的精确定位方法，其特征在于：所述起重机开环前馈防摇算法具体过程如下：

假设负载由静止状态起升一定高度后绳长检测传感器测量值为l₁，然后控制负载起升高度h，并且得到绳长检测传感器测量值l₂，则有传感器测量值与负载实际起升高度之间的比值b为，进一步通过控制小车在无防摇状态下运行5s，测量负载偏摆10个周期的时间t，计算得到负载偏摆绳长l₃，其公式为：

将l₃与绳长检测传感器测量绳长l₄进行比较得到两者差值，其计算公式为；通过负载起吊绳长的误差补偿获得了负载的有效绳长，实现了绳长变化情况下的起重机防摇的精确控制。