[发明专利]一种双摆桥式起重机的速度轨迹规划消摆方法

摘要

一种双摆桥式起重机的速度轨迹规划消摆方法，当起重机负载为不规则形状(分布式质量)时，需将起重机模型看作双摆起重机，双摆起重机模型更接近实际生活。本方法主要思路为建立双摆起重机线性化模型，与设定的速度轨迹规划方程相结合，利用边界条件求解出时间最优的加减速时间参数，再控制小车跟踪速度轨迹运行，达到在无传感器反馈条件下的双摆桥式起重机消摆，从而使负载运行到指定位置时，负载摆动为零的同时时间最优。本发明方法同时考虑抑制一级和二级两个摆动角度，但控制方法简单易于实现，能大大提高起重机工作效率，能够有效避免因货物摆动而造成事故，在未来的运输行业具有广泛的应用价值。

主权项

1.一种双摆桥式起重机的速度轨迹规划消摆方法，其特征是建立双摆起重机模型，与设定的速度轨迹规划方程相结合，利用边界条件求解出时间最优的加减速时间参数，再控制小车跟踪速度轨迹运行，达到在无传感器反馈条件下的双摆桥式起重机消摆，具体为：1)建立二维桥式起重机非线性运动模型，对所得模型线性化，再用模态分析的方法进行解耦，得到双摆起重机模型；2)根据双摆起重机模型生成速度轨迹规划曲线，设参数t₁,t₂,t₃,v分别表示加速区间，匀速区间，减速区间以及小车最大运行速度，速度轨迹规划曲线和它的加速度轨迹 如下所示：其中w₁、w₂分别代表一级摆角和二级摆角摆动时的角频率，w₁＝π/t₁,w₂＝π/t₃，小车在t₁时间内做非线性加速运动，在t₂时间内做速度为v的匀速运动，在t₃时间内做非线性减速运动；将预设的速度轨迹代入双摆起重机模型中，根据对应的时间，得到模态角和它的时间导数，抑制模态角残留摆动的边界条件为小车运行到指定位置时一级和二级模态摆角和模态摆角速度φ与均为零，即t∈[t₁+t₂,t₁+t₂+t₃)时间段的速度轨迹代入已搭建的双摆起重机模型中，可得到模态角φ₁和φ₂在t∈[t₁+t₂,t₁+t₂+t₃)的时间导数φ₁₃、φ₂₃、满足：一级摆角：二级摆角：T＝t₁+t₂+t₃；根据边界条件φ₁₃(T)＝0和φ₂₃(T)＝0，和求解边界条件更新小车运行的加速、减速和匀速运行的时间，根据此时间控制小车，即可达到抑制残留摆动的目的。