[发明专利]一种抑制柔性拖拽系统末端摆动的控制方法

摘要

本发明涉及一种抑制柔性拖拽系统末端摆动的控制方法，包括如下步骤：步骤1：拖拽控制装置设计。步骤2：参数测量与换算。步骤3：控制算法实现。本发明通过拖曳控制装置来控制柔性线缆收放拉力的大小，从而有效地抑制线缆末端位置因干扰产生的末端摆动。

主权项

1.一种抑制柔性拖拽系统末端摆动的控制方法，在柔性拖拽系统拖拽控制装置中，设O为滚轴中心位置、A为柔性线缆与滚轴相切位置、B为柔性线缆末端位置、C点为最大可收缩位置；此外，Treel表示施加在滚筒外壁的控制力大小，而l表示暴露在外侧的柔性线缆的长度，即A点到B点曲线长度；令rreel表示滚筒的半径，即O点到A点的距离，θ＝l/rreel表示滚筒转过的总角度，简称滚筒转角；随着作用在滚筒上的控制力Treel或者柔性线缆末端的干扰力fb发生变化，滚筒因原来的受力平衡被破坏而发生转动，即滚筒转角θ改变，暴露在外侧的柔性线缆总长度l也会相应变化；因此，通过控制力Treel，使柔性线缆末端因干扰产生的末端摆动幅度减小；设柔性拖曳系统的柔性线缆完全放出并且平衡时，滚筒上的平衡控制力为此时的平衡剩余可收放长度记为设在某时刻t时，滚筒的实时控制力大小用T_reel(t)表示，剩余可收缩长度用l₁(t)表示，柔性线缆长度的收缩速度用表示；滚筒控制力T_reel(t)通过如下表达式给出其中，为控制器的参数，需要根据实际效果进行调节；其特征在于，包括如下步骤：步骤一：拖拽控制装置设计；以滚筒控制力Treel为输入来控制滚筒转动从而收放柔性线缆；步骤二：参数测量与换算；将柔性线缆放出，等柔性线缆完全放出并其达到平衡状态时，记录此时滚筒转角θ^e和此时输出的用于平衡拖拽系统的控制力根据需求约束柔性线缆平衡剩余可收放长度为其中，rreel为滚筒半径；步骤三：控制算法实现；滚筒上的实时控制力T_reel(t)通过式(1)计算得到，其中参数和已经在上一步计算中求得，而l₁(t)和通过实时测量到的滚筒转角θ(t)和转动速度q(t)计算得到选择控制器参数k,kd，将式(3)得到的计算结果代入控制力计算公式(1)中，计算得到滚筒的控制力Treel(t)；将控制力输入到拖拽控制装置中即完成控制滚筒的控制。