[发明专利]一种柔性起重机缆绳系统的振动控制方法、装置及介质

说明书

本发明公开了一种柔性起重机缆绳系统的振动控制方法、装置及介质，所述方法包括：构建柔性起重机缆绳系统模型，并得到对应的动力学方程和系统边界条件公式；引入性能函数和误差转变函数，构造边界约束控制器和干扰观测器并加入至柔性起重机缆绳系统；获取柔性起重机缆绳系统的实际参数，检测终点偏移量是否在边界约束控制器和干扰观测器下稳定的特定区域；分析该系统的边界控制律得到闭环系统状态空间表达式，实现柔性起重机缆绳系统的振动抑制和输出抑制。本发明通过引入平滑性能函数和误差转变函数，构造边界约束控制器和干扰观测器，同时获取柔性起重机缆索系统的实时参数，能够稳定振动，消除外部干扰影响，实现预定性能。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种柔性起重机缆绳系统的振动控制方法、装置及介质。

背景技术

随着房地产的兴起和各种基建工程的推广，起重机作为一种物体调动工具，被越来越多的应用。在房产领域、地铁修建领域、高架公路领域、桥梁领域等等，均可以看到起重机的使用。并且，随着建筑物的高度提升以及施工场地的环境要求的提升，大型的、超长缆绳的起重机也应运而生。

然而，起重机在工作时，缆索自身的柔性性质及其边界处的扰动将致使系统出现振动，这些不必要的振动将会影响系统性能以及控制系统的精度。因此，柔性起重机缆索系统的振动控制是一个重要且不可避免的问题。在对现有技术的研究与实践过程中，本发明的发明人发现，边界控制被认为是稳定柔性机械系统的一种实际有效的方法，因为它规避了模型简化法产生的控制溢出效应，并且通常通过无障碍的驱动和传感来实现，但是，现有技术存在不能完全消除系统的振动以输出限制的缺陷，导致控制性能不足和控制精度较低。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种柔性起重机缆绳系统的振动控制方法、装置及介质，能够稳定振动，消除外部干扰影响。

为解决上述问题，本发明的一个实施例提供一种柔性起重机缆绳系统的振动控制方法，至少包括如下步骤：

构建柔性起重机缆绳系统模型，并得到对应的动力学方程和系统边界条件公式；

引入性能函数和误差转变函数，构造边界约束控制器和干扰观测器并加入至所述柔性起重机缆绳系统；

获取所述柔性起重机缆绳系统的实际参数，检测终点偏移量是否在所述边界约束控制器和干扰观测器下稳定的特定区域；

若是，则分析该系统的边界控制律，得到闭环系统状态空间表达式，实现所述柔性起重机缆绳系统的振动抑制和输出抑制。

进一步地，所述柔性起重机缆绳系统的振动控制方法，还包括：

若检测终点偏移量在所述边界约束控制器和干扰观测器下稳定的特定区域，则起重机正常运行工作；

若否，则对所述性能函数重新选择参数。

进一步地，所述动力学方程，具体为：

所述系统边界条件公式，具体为：

q(0,t)＝0

其中，y和t表示独立的空间和时间的变量，q(y,t)表示缆索在t时刻的振动偏移，s为缆绳的长度，c为缆绳的粘性阻尼系数，T为缆绳的张力，ρ为缆绳的单位长度质量，m为负载和执行机构的质量，d(t)表示作用于缆索和有效载荷的外部干扰，u(t)表示作用于有效载荷的边界控制力，表示横向位移数q(y,t)对时间的一阶偏导数，表示横向位移数q(y,t)对时间的二阶偏导数，q″表示横向位移数q(y,t)对位移y的二阶偏导数，q′(s)表示函数q(s,t)对位移S的一阶偏导数，表示函数q(s,t)对时间的二阶偏导数。

进一步地，引入性能函数和误差转变函数，构造边界约束控制器和干扰观测器并加入至所述柔性起重机缆绳系统，具体为：