[发明专利]基于动力学的斗轮堆取料机恒流量取料方法及装置

说明书

本公开提供一种基于动力学的斗轮堆取料机恒流量取料方法及装置。包括：获取斗轮堆取料机的设备机械参数和基本运行数据；基于机器人动力学理论建立斗轮堆取料机的动力学模型，并建立一种基于动力学模型的PID算法；获取斗轮堆取料机的回转机构的实际驱动力矩，根据实际驱动力矩和动力学模型，通过PID算法得到斗轮堆取料机的回转机构所需调整的目标回转角速度和目标回转角加速度；控制斗轮堆取料机的回转机构以目标回转角速度和目标回转角加速度运行，以使得斗轮堆取料机实现恒流量取料。以堆取料机的动力学数学模型为基础，提出了驱动力矩或者驱动电机电流与角速度和角加速度之间的数学关系，更有利于实现恒流量控制的目的，提高控制精度。

技术领域

本公开属于斗轮堆取料控制技术领域，具体涉及一种基于动力学的斗轮堆取料机恒流量取料方法及装置。

背景技术

斗轮堆取料机是火力发电厂燃料系统常用设备。司机可通过司机室的操作杆来操控堆取料机的行走、悬臂俯仰和回转动作。手动操作时，司机通过观察悬臂皮带和斗轮电流大小或者根据操作经验观察的方法来判断取料流量的大小。随着智慧电厂、数字化煤场的推进，斗轮堆取料机作为燃料系统的重要设备，改变传统人工堆取料作业方式，引入自动化手段，实现斗轮堆取料机堆料、取料作业全过程的自动化，提高燃料管理的自动化水平，已势在必行。

作为衡量堆取料机自动化水平的重要运行参数就是自动取料作业悬臂皮带煤流量的恒定性。传统自动取料悬臂皮带恒流量控制采用不同的角度区间给定不同的回转速度或者通过斗轮电机电流进行控制，当斗轮电流大降低回转速度、当斗轮电流小则增加回转速度。以上方法均未建立堆取料机的动力学数学模型即没有找到驱动力和回转角速度、回转角加速度之间的数学关系，并以数学模型为基础对受控对象进行控制，未能从根本上解决控制悬臂皮带恒流量的方法。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于动力学的斗轮堆取料机恒流量取料方法及装置。

本公开的一方面，提供一种基于动力学的斗轮堆取料机恒流量取料方法，所述方法包括：

获取斗轮堆取料机的设备机械参数和基本运行数据；

根据所述设备机械参数和所述基本运行数据，基于机器人动力学理论建立所述斗轮堆取料机的动力学模型，并建立一种基于动力学模型的PID算法，所述动力学模型用于表征回转机构驱动力矩和回转、俯仰驱动机构角速度及角加速度之间的关系；

获取所述斗轮堆取料机的所述回转机构的实际驱动力矩，根据所述实际驱动力矩和所述动力学模型，通过所述PID算法得到所述斗轮堆取料机的所述回转机构所需调整的目标回转角速度和目标回转角加速度；

控制所述斗轮堆取料机的所述回转机构以所述目标回转角速度和目标回转角加速度运行，以使得所述斗轮堆取料机实现恒流量取料。

在一些实施方式中，所述动力学模型满足下述关系式：

其中，S＝sin，C＝cos，m₂为回转机构的质量，m₃为悬臂机构的质量，m₄为斗轮支撑机构的质量，m₅为斗轮中心支架机构的质量，m_w为斗轮机构的质量，l₂为俯仰中心至回转中心的距离，l₃为悬臂长度，l₄为斗轮中心至回转中心的垂直距离，l₅为斗轮中心至悬臂中心的水平距离，θ₂为回转角度，为回转角速度，为回转角加速度，θ₃为悬臂的俯仰角度，为俯仰角速度，为俯仰角加速度。

在一些实施方式中，所述获取所述斗轮堆取料机的所述回转机构的实际驱动力矩，包括：

在所述回转机构上设置转矩测量传感器，根据所述转矩测量传感器得到所述回转机构的实际驱动力矩。