[发明专利]一种塔式起重机防摇摆控制方法及系统

说明书

一种塔式起重机防摇摆控制系统及其控制方法，其中方法包括以下步骤：根据载荷摆角估算模型计算或根据陀螺仪检测获取实际载荷摆角；根据给定载荷摆角和实际载荷摆角的差值计算电机辅给定速度；根据设定的电机加减速曲线计算电机主给定速度；根据电机主给定速度和电机辅给定速度计算电机给定速度，并根据电机给定速度驱动电机运行，从而使实际载荷摆角快速趋近于给定载荷摆角。本发明塔式起重机防摇摆控制系统及其控制方法有效消除了负载水平移动时的摇摆，不仅控制简单，调试方便，而且无需增加设备成本。

技术领域

本发明涉及电动机控制技术领域，特别是涉及一种塔式起重机防摇摆控制方法及系统。

背景技术

传统塔式起重机的运行机构，其在运行过程中，如启动、停止、加速、减速等运动，由钢绳下的负载会不断地摇摆，这样不但会使塔式起重机的工作效率严重下降，而且增加了塔式起重机在运动过程中的安全隐患。

目前，大多数塔式起重机采用机械设计消除负载水平移动时的摇摆，例如采用多股钢绳相互缠绕以抵消各自的相对作用力，该防摇摆方法不仅设计复杂、成本高，而且维修麻烦。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种塔式起重机防摇摆控制方法及系统，以解决现有塔式起重机负载水平移动时所存在的摇摆问题。

本发明提出了一种塔式起重机防摇摆控制方法，该方法包括以下步骤：

根据载荷摆角估算模型计算或根据陀螺仪检测获取实际载荷摆角；

根据给定载荷摆角和实际载荷摆角的差值计算电机辅给定速度；

根据设定的电机加减速曲线计算电机主给定速度；

根据电机主给定速度和电机辅给定速度计算电机给定速度，并根据电机给定速度驱动电机运行，从而使实际载荷摆角快速趋近于给定载荷摆角。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述载荷摆角估算模型的计算公式为：

其中，θ为实际载荷摆角，β_mt为电机角加速度，m为负载质量，g为重力加速度，L为钢绳绳长，k_f为阻尼系数，r为卷筒半径，k₁为减速机的减速比，s代表微分。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述根据给定载荷摆角和实际载荷摆角的差值计算电机辅给定速度具体包括：

根据给定载荷摆角和实际载荷摆角的差值进行PID调节以计算出电机辅给定速度。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述电机实际运行过程中由电机给定速度驱动运行，电机给定速度由电机主给定速度加上电机辅给定速度计算得到。

根据本发明的另一方面，本发明还提出了一种塔式起重机防摇摆控制系统，该系统包括：

实际载荷摆角获取模块，用于根据载荷摆角估算模型计算或根据陀螺仪检测获取实际载荷摆角；

电机辅给定速度计算模块，用于根据给定载荷摆角和实际载荷摆角的差值计算电机辅给定速度；

电机主给定速度计算模块，用于根据设定的电机加减速曲线计算电机主给定速度；

电机给定速度计算模块，用于根据电机主给定速度和电机辅给定速度计算电机给定速度，并根据电机给定速度驱动电机运行，从而使实际载荷摆角快速趋近于给定载荷摆角。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述载荷摆角估算模型的计算公式为：