[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

说明书

本发明公开了一种起重机智能防摇摆控制系统及其精确定位方法，其装置包括设置在吊臂上可延吊臂方向移动的大车，所述大车上设有与大车运动方向垂直的小车，所述小车上设有起升机构，所述起升机构包括控制卷筒和吊绳，所述吊绳的底端设有吊具，还包括防摇控制器和监控输入端，所述小车的底部设有导向装置，所述控制卷筒上设有绳长测量传感器，所述导向装置、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和小车的电机连通。本发明的优点在于：其通过利用开环防摇的运行距离，提高起重机防摇的运行稳定性和控制精度，实现简单，安全性高，有利于实现起重机的智能化和自动化。

技术领域

本发明涉及起重机防摇技术领域，具体涉及一种起重机智能防摇摆控制系统及其精确定位方法。

背景技术

起重机作为重要的物流运输工具，广泛应用于工厂车间、货运码头、矿物开采等场所，并且为适应现代化生产的快速需求，开始向智能化、数字化和自动化等方向发展，其工作过程一般包括启动加速、匀速运行和减速停止。起重机的欠阻尼特性使得其运行机构在加速过程或者减速过程中由于惯性力作用不可避免的会出现起吊负载的偏摆，严重影响了起重机的装卸效率，同时随着起重机的高速化和大型化，运行机构运行速度加快，起吊绳长增加，进一步加剧了负载的偏摆，增大了负载偏摆幅度，威胁操作人员和周围设备的安全。起重机防摇技术可以控制大小车快速运输负载到达指定位置，且运输过程中保持负载偏摆角度尽量小，甚至无负载偏摆。因此其作为抑制负载偏摆、提高起重机工作效率、实现自动化车间的关键技术受到国内外生产商和研究学者们的广泛关注。

目前，起重机防摇主要包括机械式防摇和电子式防摇两种，其中机械式防摇通过机械结构的改善或者液压系统的设计，增加系统阻尼或者提高系统刚度来抑制和消除负载的摆动，其研究时间较长，技术相对比较成熟，实现形式多样，如辅助钢丝绳式、分离小车式、倒八字钢丝绳式、液压油缸式、刚性导筒制动式、跷板梁式、摩擦离合器式、斜拉绳式、交叉钢丝绳等。然而机械式防摇通常具有结构复杂、稳定性差、体积和质量大、维修保养工作量大等不足。电子式防摇利用智能控制技术，利用控制理论实现消摇防摆的目的，其形式包括输入整形、最优控制等控制的开环防摇和包括自适应控制、模糊控制、神经网络控制、遗传算法等控制的闭环控制。现在国外应用比较成熟的是开环防摇，国内应用更多的是机械式防摇，而闭环防摇由于防摇策略还处于探索实验阶段，实际应用较少。

发明内容

本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种起重机智能防摇摆控制系统及其精确定位方法，其可以有效抑制负载偏摆，实现起重机负载的精确定位，明显提高起重机运行安全性、工作效率和防摇控制精度。

为实现上述目的，本发明所涉及的一种起重机智能防摇摆控制系统及其精确定位方法，其装置包括设置在吊臂上可延吊臂方向移动的大车，所述大车上设有与大车运动方向垂直的小车，所述小车上设有起升机构，所述起升机构包括控制卷筒和吊绳，所述吊绳的底端设有吊具，还包括防摇控制器和监控输入端，所述小车的底部设有导向装置，所述控制卷筒上设有绳长测量传感器，所述导向装置、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和小车的电机连通。

进一步地，所述小车底部设有旋转底座，所述导向装置安装在旋转底座下底面。

更进一步地，所述导向装置和吊绳水平连线的方向与大车运行方向一致。

一种起重机智能防摇摆控制系统的精确定位方法，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长度的误差补偿，得到有效吊绳的长度，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等防摇控制参数，最终防摇控制器根据起重机开环前馈防摇算法控制大车和小车的电机，从而运行起重机的防摇。