[发明专利]一种用于桥式起重机的消摆边界控制方法

说明书

本发明涉及桥式起重机的消摆边界控制技术领域，具体公开了一种用于桥式起重机的消摆边界控制方法，其中，包括：针对桥式起重机系统建立基于柔性钢索的耦合系统模型；对所述耦合系统模型进行等价转化，得到目标系统；获取所述目标系统的期望边界条件；控制桥式起重机上小车在有限时间内满足所述期望边界条件。本发明提供的用于桥式起重机的消摆边界控制方法，针对桥式起重机的消摆问题，考虑实际应用中的数据测量情况，采用闭环控制策略，在不牺牲起重机运输效率的情况下，可以获得较高的定位精确度并实现消摆功能，提高其运输过程中的安全性能。

技术领域

本发明涉及桥式起重机的消摆边界控制技术领域，尤其涉及一种用于桥式起重机的消摆边界控制方法。

背景技术

桥式起重机是现代化工业生产中的重要运输工具，其结构图如图1所示，主要由桥架、小车以及柔性钢索组成。由于桥式起重机具有结构简单、载重量大等优点被广泛应用于现代化生产、运输与建筑过程。随着生产与建设规模的不断扩大，现代运输业对桥式起重机的运输效率与安全性能的要求逐步上升。考虑到货物与小车通过柔性钢绳连接，如果货物出现摆动，不仅会在运输过程中出现巨大的安全隐患，也会在卸载货物时出现定位精确度下降、落点难以固定等问题。因此，如何设计状态反馈控制器，使得桥式起重机在快速准确运输的前提下，能做到减小负载货物的摆动，进而保证其运输安全性能具有重要的理论意义与实际应用价值。

目前针对桥式起重机的消摆方法，主要分为通过使用机械式装置的消摆方法与通过现代控制方法进行的电子消摆方法。常见的机械式消摆装置有：交叉钢丝绳、分离小车、翘板梁式等。然而，随着近几十年现代控制理论的逐渐成熟，使得相较于机械消摆成本更低的电子消摆技术被更广泛的运用于实际生产运输中。同时，在实际工业运输中，边界控制，即直接对小车的驱动电机进行控制设计，是更实用和更易实现的一种控制方式。通过对小车驱动电机的控制，对小车施加加速度，调节小车的速度与位置，从而达到消摆目的，使得货物可以快速地、准确地、稳定地到达终点。

发明内容

本发明提供了一种用于桥式起重机的消摆边界控制方法，解决相关技术中存在的无法实现对消摆的问题。

作为本发明的一个方面，提供一种用于桥式起重机的消摆边界控制方法，其中，包括：

针对桥式起重机系统建立基于柔性钢索的耦合系统模型；

对所述耦合系统模型进行等价转化，得到目标系统；

获取所述目标系统的期望边界条件；

控制桥式起重机上小车在有限时间内满足所述期望边界条件。

进一步地，所述针对桥式起重机系统建立基于柔性钢索的耦合系统模型，包括：

针对桥式起重机系统，并根据牛顿第二定律、拉格朗日方程与Hamilton原理得到基于柔性钢索的耦合系统模型。

进一步地，所述基于柔性钢索的耦合系统模型的表达式为：

y_tt(x,t)＝(a(x)y_x(x,t))_x，

y_x(0,t)＝0，

y_t(L,t)＝X₂(t)，

y(L,t)＝X₁(t)，