[发明专利]一族基于正反POSICAST输入整形法的起重机防摇控制方法

摘要

本发明涉及一族基于正反POSICAST输入整形法的起重机防摇控制方法，适用于任意n个时滞的情况。所设计的整形器时滞越短，摇摆角度的最大值越大；时滞越长，摇摆角度最大值越小，同时加速度的跳变越小，速度越平缓。用户可以根据实际情况自由选择。本发明适用于有阻尼系统，也适用于无阻尼二阶系统。由于此方法是开环控制方法，本发明的优点是不需要用于闭环反馈的测量传感器。本发明使用阶跃加速度输入，针对的是阶跃加速度输出的整形，与脉冲加速度输入方法比较，速度连续变化，易于工程实现。本发明适用于任何以阶跃信号作为输入，有阻尼的二阶系统，用于防摇摆或者想要某项输出最终回到原始位置的系统。

主权项

一族基于正反POSICAST输入整形法的起重机防摇控制方法，通过控制小车的加速度ac，进而调节小车的运行速度Vc；其中，负载质量为m,吊绳长度为L,负载通过吊绳和小车相连,负载摇摆时的切向加速度为am，切向速度为Vm，k为摆角最后稳定时的幅值，ωn为自然震荡频率，ξ为阻尼比，ωd为阻尼震荡频率，吊绳与垂直方面的夹角为θ，系统的阶跃响应是：θ(t)=k[1-e-ξωnt(cosωdt+ξ1-ξ2sinωdt)],]]>Td是小车和负载构成的系统的阻尼振荡周期，σ为超调量，对于任意的阶跃n,θ(t)=A0(1-e-ξωnt0(cosωdt0+ξ1-ξ2sinωdt0))+A1(1-e-ξωn(t-t1)(cosωd(t-t1)+ξ1-ξ2sinωd(t-t1))+A2(1-e-ξωn(t-t2)(cosωd(t-t2)+ξ1-ξ2sinωd(t-t2))+A3(1-e-ξωn(t-t3)(cosωd(t-t3)+ξ1-ξ2sinωd(t-t3))+......+An(1-e-ξωn(t-tn)(cosωd(t-tn)+ξ1-ξ2sinωd(t-tn))=0]]>n为整形中的阶跃响应个数，Ai，ti为第i个阶跃响应的幅值和时间，tn为最后一个脉冲的时间；其特征在于，所述基于正反POSICAST输入整形法的任意时滞起重机防摇控制方法是，加速阶段，加入正向加速度阶跃的幅值和时间点分别为：[Af0,Af1,Af2,...,Afn]=[1(1+σ)n,Cn1σ(1+σ)n,Cn2σ2(1+σ)n,...,Cnnσn(1+σ)n]]]>[tf0,tf1,tf2,…tfn]＝[0,tp,2tp,…,ntp]加入反向加速度阶跃的幅值为：[An0,An1,An2,...,Ann]=[-1(1+σ)n,-Cn1σ(1+σ)n,-Cn2σ2(1+σ)n,...,-Cnnσn(1+σ)n],]]>时间点有以下多种选择：1)[(n+1)tp,(n+2)tp,(n+3)tp,...,(2n+1)tp]2)[ntp,(n+1)tp,(n+2)tp,...,2ntp]3)[(n-1)tp,ntp,(n-1)tp,...,(2n-1)tp]...n+1)[tp,2tp,3tp,...,ntp]n+2)[12tp,32tp,52tp,...,2n+12tp];]]>减速阶段，加入反向加速度阶跃的幅值和时间点分别为：[An0,An1,An2,...,Ann]=[-1(1+σ)n,-Cn1σ(1+σ)n,-Cn2σ2(1+σ)n,...,-Cnnσn(1+σ)n]]]>加入正向加速度阶跃的幅值为：[Af0,Af1,Af2,...,Afn]=[1(1+σ)n,Cn1σ(1+σ)n,Cn2σ2(1+σ)n,...,Cnnσn(1+σ)n],]]>时间点有以下多种选择：1)[(n+1)tp,(n+2)tp,(n+3)tp,...,(2n+1)tp]2)[ntp,(n+1)tp,(n+2)tp,...,2ntp]3)[(n-1)tp,ntp,(n-1)tp,...,(2n-1)tp]]]>...n+1)[tp,2tp,3tp,...,ntp]n+2)[12tp,32tp,52tp,...,2n+12tp];]]>使得摆角在进入减速阶段的最后时刻回到0。