[发明专利]一种桥式吊车运行末段防摇定位方法及系统

权利要求书

1.一种桥式吊车运行末段防摇定位方法，其特征在于该方法为设计专家规则和输出反馈实现在桥式吊车运行末端的快速防摇和精确定位，包括以下步骤：

步骤1：对角度测量仪采集到的载物角度信号进行限幅滤波，设定两次采样之间允许的最大偏差值ΔD，角度测量仪检测到新值F(n)时进行判断：当F(n)-F(n-1)＜ΔD，则输出值F_o＝F(n)，本周期检测值有效；当F(n)-F(n-1)＞ΔD，则输出值F_o＝F(n-1)，使用上周期检测值代替本周期检测值，限幅滤波可有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰；

步骤2：设计基于专家规则的角度反馈控制器，设小车加速度与载物角速度方向相同，当载物角速度θ'＜0，小车加速度a＜0，小车减速；当载物角速度θ'＞0，小车加速度a＞0，小车加速，设计角度反馈控制器的传递函数为G(s)＝K*(T*s+1)，s为拉普拉斯算子，载物角度的门限值为0＜θ₁＜θ₂，载物角速度门限值为0＜θ′₁＜θ′₂，角度反馈控制器的比例系数K遵从如下的自适应法则：

角度反馈控制器的时间常数T遵从如下的自适应法则：

步骤3：设计位置反馈控制器，对于位置反馈控制器，角度反馈控制器的调节时间相对较小，将角度反馈控制器等效为一个比例环节，设计传递函数为的控制器作为位置反馈控制器，同时将控制器放在反馈通道消除PD环节中零点对系统动态性能的影响；

步骤4：设计前向通道补偿，在前向通道内加入一个比例环节K₃，调节前向通道增益使得在快速抑制载物摆动的同时使桥式吊车准确定位；

步骤5：设计负载角度幅值采集器，在载物做类单摆运动的一个周期内，分别采集载物角度的最高值θ_max和最低值θ_min，得出载物在做类单摆运动的一个周期内的摆动幅度Δθ＝θ_max-θ_min；

步骤6：根据工业现场要求确定桥式吊车小车位置精度和载物摆角限值θ₀，当桥式吊车在运行末段小车的位置误差在允许范围内且Δθ＜θ₀时，停止向变频器模块发送加速度大小及方向指令，整个防摇定位系统运行结束。

2.根据权利要求书1所述的一种桥式吊车运行末段防摇定位方法，其特征在于该方法采用的系统主要包括：角度测量仪模块(101)、激光测距仪模块(102)、PLC模块(103)、上位机模块(104)、变频器模块(105)、电机模块(106)；所述上位机模块(104)给定桥式吊车小车目标位置值后，角度测量仪模块(101)对采集到的载物角度信号进行限幅滤波并反馈至PLC模块(103)；所述激光测距仪模块(102)实时小车的实时位置并反馈至PLC模块(103)；所述PLC模块(103)将得到的反馈值和上位机模块(104)给定的目标位置值在线计算得到桥式吊车小车的加速度大小及方向并传送至变频器模块(105)；所述变频器模块(105)控制桥式吊车小车电机模块(106)实现桥式吊车运行末段的防摇定位。

3.根据权利要求书2所述的一种桥式吊车运行末段防摇定位方法，其特征在于：所述上位机模块(104)与角度测量仪模块(101)和激光测距仪模块(102)相连；所述角度测量仪模块(101)和激光测距仪模块(102)输出端和PLC模块(103)输入端相连；所述PLC模块(103)输出端和变频器模块(105)输入端相连；所述变频器模块(105)输出端和电机模块(106)输入端相连。