[发明专利]一种行车定位控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种行车定位控制系统及控制方法。

背景技术

行车是一种搬运工具，其在钢铁、冶金等行业的厂房、车间、仓库、码头等工作场所有大量的应用。

传统的行车定位控制主要是司机进行人工控制，即由司机人为决定何时通过操作制动器对行车进行制动。这种人工控制方法造成的后果是，制动结束时行车实际停靠的位置往往与期望停靠的位置存在较大偏差，定位偏差大，控制精度极低。同时，由于从启动制动器到行车完全静止经历了一段较长的时间，制动时间较长，因此对制动器造成了较大的磨损，较少了制动器的使用寿命。

智能制造是工业发展的趋势。智能制造要求工业生产过程中的设备全部实现自动化。行车作为工业生产过程中的重要设备，行车的自动化是未来发展的必然趋势。如锌电解车间的剥锌工序中，行车需不断地将电解槽的阴极板吊装至剥锌机，目前企业的规模越来越大，人力成本越来越高。实现行车的自动化对降低人力成本具有重要意义。而实现行车的自动定位是行车自动化过程中最重要的一部分，因此发明一种自动行车定位控制系统具有重要意义。

发明内容

使用人工方法对行车进行定位控制时，行车实际停靠的位置往往与期望停靠的位置存在较大偏差，定位偏差大，控制精度极低，制动器的使用寿命短，人力成本高。本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种行车定位控制系统及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种行车定位控制系统，包括制动器、走行变频器和走行电机，，所述走行变频器的输出端与走行电机的输入端相连，还包括用于测量行车走行的实际距离y的距离定位传感器；

行车控制器，所述行车控制器包括求差模块、第一选择单元、加速控制器、减速控制器、制动控制器，距离定位传感器的输出端与求差模块的输入端相连，求差模块的输出端分别与制动控制器和第一选择单元的输入端相连，制动控制器的输出端与制动器相连，第一选择单元的输出端分别与加速控制器和减速控制器的输入端相连，加速控制器和减速控制器的输出端均与走行变频器相连。

所述制动器用于使行车停下来，走行电机用于驱动行车走行。求差模块用于对行车走行的实际距离y和设定距离y_s进行求差，并输出位置偏差e＝y_s-y；

当e>e₁时，第一选择单元对加速控制器施加激励信号，加速控制器通过走行变频器和走行电机控制行车加速；当e≤e₁时，第一选择单元将位置偏差e送至减速控制器，减速控制器通过走行变频器和走行电机控制行车减速。

当前及过去的m个控制周期内|e|均小于e₃时，制动控制器通过制动器对行车进行制动，其中m为非负整数。其中e₁为减速距离，e₃为制动距离，e₁和e₃根据需要和经验设定，e₁>e₃；

距离定位传感器可以采用激光距离测量仪、格雷母线或者旋转编码器等。行车的最大走行速度一般为2m/s左右。行车在运行过程中一般有加速、匀速、减速的过程。加速和匀速过程一般都是固定的控制过程，到达预定的位置之前的一个过程是减速过程，因此减速过程的控制最终会影响行车的定位控制精度。减速过程如果不进行控制，直接进行制动，容易产生位置偏差，同时制动时间长，减少制动器的使用寿命。

当行车的位置偏差小于或等于减速距离e₁时，减速控制器通过走行变频器控制走行电机进行减速过程。当行车的位置偏差小于或等于制动距离e₃时，减速控制器的输出为零，同时制动控制器通过制动器对行车进行制动，实现对行车的精确定位控制。由于制动器启动时，行车的行驶速度基本为零，因此制动时间很短，不会对制动器造成较大的磨损，延长了制动器的使用寿命。作为一种优选方式，所述减速控制器包括模糊控制器、PID控制器和第二选择单元，第一选择单元的输出端分别与减速控制器中的模糊控制器和PID控制器的输入端相连，模糊控制器和PID控制器的输出端均通过第二选择单元与走行变频器相连。

模糊控制器接收第一选择单元输出的位置偏差e，经过模糊控制算法输出控制量至第二选择单元，该模糊控制器的控制量用于通过走行变频器和走行电机控制行车减速；

PID控制器接收第一选择单元输出的位置偏差e，经过PID控制算法输出控制量至第二选择单元，该PID控制器的控制量用于通过走行变频器和走行电机控制行车减速；