[发明专利]脉冲输入整形起重机防摇方法

说明书

本发明涉及一族脉冲输入整形起重机防摇方法，适用于任意个数脉冲加速度输入的情况。不同时刻下，让不同幅值的脉冲响应进行叠加，使摆角能在一定时间内回到零。本方法是开环控制方法，操作简单，易于实现，适用于任意个数的脉冲作为输入，在有阻尼的二阶起重机系统中，实现起重机的防摇摆控制。本方法中，每一种脉冲输入法，都可以有效地对负载产生的摇摆进行控制，使摆角回到零。当脉冲输入的数量越多，负载产生的摆角回零时间越长，摇摆时摆角的最大角度越小，用户可以根据工程需要进行选择。

技术领域

本发明涉及港口起重机防摇控制技术方法，具体涉及脉冲加速度输入下一种基于输入整形法的起重机防摇方法

背景技术

随着自动化港口的不断建设和船运业的飞速发展，对于起重机的装卸效率的要求也越来越高。在起重机运送货物的过程中，吊重会产生摇摆，使货物无法及时到达指定位置，这直接影响了起重机的装卸效率。所以为了输送效率的提高及码头作业安全，起重机自动防摇摆控制是十分必要的。解决吊重的防摇摆问题对物流运输行业的发展具有积极的意义。

上海海事大学郁春丽研究了当小车系统为有阻尼的二阶系统，在阶跃输入下的输入整形控制方法，研究了输入为二段阶跃，三段阶跃，……，n段阶跃加速时，输入整形器的参数设计方法，其中时间最优解在二段阶跃加速下达到，摆角在3/4周期回到0。为了优化摆角回零时间，本方法改变了输入的命令，使用了脉冲输入下的输入整形法控制起重机系统，使摆角回零时间更短，由于本方法计算复杂，所以使用了向量图方法简化计算，且研究了脉冲输入为n个的输入整形器设计方法的通解。

发明内容

本发明的目的是提供了不同脉冲下的二阶带阻尼系统的防摇控制方法，以便为用户提供更多的防摇方法选择。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种脉冲输入整形起重机防摇方法，通过控制小车加速度，调节小车的速度，实现起重机的防摇控制；将起重设备中的水平运行的小车，连接负载的绳索和吊重看成一个移动的单摆系统，该系统的脉冲响应是：其中，k为摆角最后稳定时的幅值，ω_n为系统震荡频率，ξ为阻尼比，ω_d为阻尼震荡频率，

对于任意n个脉冲输入，

n为整形器中脉冲输入的个数，A_i为脉冲响应的幅值，t_i为脉冲响应的延迟时间；

加入脉冲的幅值和时间点为：

A₀＝1,t₀＝0,摆角在(n-1)*T/n时刻为零。在本方法的匀速段，小车的速度

对上述方法做出进行时间优化，加入脉冲的幅值和时间点为：

A₀＝1,t₀＝0,摆角在(n-2)*T/n时刻为零。在本方法的匀速段，小车的速度

以下给出n＝2到6五种情况下的应用举例。

对于整形器中n＝2的情况，脉冲输入整形起重机防摇方法如下：

二脉冲法：

加入脉冲的幅值和时间点为：A₀＝1,t₀＝0,摆角在T/2时刻后摆角为零。在本方法的匀速段，小车的速度

对于整形器中n＝3的情况，脉冲输入整形起重机防摇方法如下：

三脉冲法：

加入脉冲的幅值和时间点为：A₀＝1,t₀＝0,摆角在2T/3时刻后摆角为零。在本方法的匀速段，小车的速度