[发明专利]一种主动防摇型起重机的吊具模糊PID控制系统及方法

权利要求书

1.一种主动防摇型起重机的吊具模糊PID控制系统，用于吊具姿态控制，所述主动防摇型起重机的吊具上方布置4个防摇电机，每个所述防摇电机通过防摇钢丝绳连接所述吊具的边角位置，其特征在于：包括模糊PID控制器和模糊PID混合器；

所述模糊PID控制器的输入为所述吊具位置给定与位置反馈的差，输出连接所述模糊PID混合器；

所述模糊PID混合器的输出为4个所述防摇电机的力矩；

所述防摇电机的力矩通过所述防摇钢丝绳改变所述吊具的位置，

所述吊具位置给定与位置反馈的差包括前后方向误差、左右方向误差、旋转方向误差，

所述模糊PID控制器设有3个，分别对应所述吊具的前后方向误差、左右方向误差、旋转方向误差，

3个所述模糊PID控制器的输入分别连接所述吊具位置前后方向误差、左右方向误差、旋转方向误差，输出连接所述模糊PID混合器；

所述防摇电机的力矩通过所述防摇钢丝绳从而改变所述吊具的前后、左右、旋转位置。

2.根据权利要求1所述的主动防摇型起重机的吊具模糊PID控制系统，其特征在于：所述模糊PID控制器包括模糊控制器与PID控制器；

所述模糊控制器的两个输入分别为所述吊具的前后方向误差与误差变化率；或

所述吊具的左右方向误差与误差变化率；或

所述吊具的旋转方向误差与误差变化率；

输出为所述PID控制器的三个参数的增量值；

所述PID控制器的输入为所述吊具的前后方向误差、或左右方向误差、或旋转方向误差；

所述PID控制器的三个参数值分别由一个固定值加上一个所述模糊控制器的输出增量值得到。

3.一种主动防摇型起重机的吊具模糊PID控制方法，用于吊具姿态控制，其特征在于：

所述主动防摇型起重机的吊具上方布置4个防摇电机，每个所述防摇电机通过防摇钢丝绳连接所述吊具的直角位置，在所述主动防摇型起重机上布置如权利要求1-2任一项所述的吊具模糊PID控制系统；

3个所述模糊PID控制器的输入分别连接所述吊具位置前后方向误差、左右方向误差、旋转方向误差，输出连接所述模糊PID混合器；

所述模糊PID混合器的输出为4个所述防摇电机的力矩；

最终所述防摇电机的力矩通过所述防摇钢丝绳从而改变所述吊具的前后、左右、旋转位置。

4.根据权利要求3所述的主动防摇型起重机的吊具模糊PID控制方法，其特征在于：所述模糊PID控制器包括模糊控制器与PID控制器；

所述模糊控制器的输入为所述吊具位置反馈误差e和位置误差变化率ec，输出为所述PID控制器的三个参数Kp、Ki、Kd的增量△P、△I、△D。

5.根据权利要求4所述的主动防摇型起重机的吊具模糊PID控制方法，其特征在于，所述PID控制器的输出计算如下：

上式中，Kp为比例参数，Ki为积分参数，Kd为微分参数，N为滤波常数，u为输入，y为输出。

6.根据权利要求4所述的主动防摇型起重机的吊具模糊PID控制方法，其特征在于：所述模糊控制器内设置3套模糊规则，每套所述模糊规则的输入分别对应所述吊具位置反馈误差Xe和位置误差变化率Xec，输出分别为所述PID控制器的三个参数Kp、Ki、Kd的增量△P、△I、△D。

7.根据权利要求3所述的主动防摇型起重机的吊具模糊PID控制方法，其特征在于：所述模糊PID混合器的输入为3个所述模糊PID控制器的输出，对这3个输入进行不同的加减排列形成四个中间变量，再加上一个偏置，然后进行上下幅进行限制输出，该输出为4个防摇电机的力矩。