[发明专利]一种基于0-1规划的桥式起重机调速控制方法

说明书

本发明涉及工业装备运动控制技术领域，公开了一种基于0‑1规划的桥式起重机调速控制方法，包括步骤：S3判断实际位移与设定位移的偏差是否已经降至允许范围内，如果是则停止电机运行，否则计算出电机启停动作序列为2^N个；S4定义电机启停动作序列标识变量和目标函数最小化变量；S6计算未来N个采样周期的速度值时间序列，将速度值时间序列和γ的误差平方和计为θ₁；S7统计电机未来的启停状态时间序列的状态变化次数，计为θ₂；S10电机启停动作序列标识变量自增1，返回第S5步。本发明无需变频器就能实现桥式起重机的调速，兼顾了对桥式起重机的定位精度要求和设备投入成本。

技术领域

本发明涉及工业装备运动控制技术领域，尤其涉及一种基于0-1规划的桥式起重机调速控制方法。

背景技术

工业企业多采用桥式起重机来进行原料转运，桥式起重机主要由大车、小车及电气控制系统三大部分组成。大车为桥式起重机的桥架，电机驱动两侧桥架的主动车轮沿车间纵向轨道运行，为了提升安全性，使桥式起重机的启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速，定位更加准确，往往使用变频器来调节驱动电机转速，通过改变电动机电源频率实现电机速度调节。然而，在原料仓库物料输送场景中，桥式起重机通常进行重复、单一的上料作业，作业类型简单，定位精度要求不高，通常使用继电器加接触器的方式控制电机启停，桥式起重机操作工仅通过启停两个控制动作来控制起重机运动，如果仅为提升控制精度而对桥式起重机驱动电机进行变频调速改造，成本过大，而且原料仓库桥式起重机通常为连续作业，空闲时间短，复杂硬件改造严重影响正常生产。另外，在运动控制算法层面，传统控制优化方法算法复杂，设计多种复杂算术运算，计算量较大，难以在PLC控制器中编程实现。因此，亟待一种适用于工厂原料仓库物料输送场景且对桥式起重机定位精度要求低、能在有限的停车改造时间和改造预算条件下实现的桥式起重机调速控制方法。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于0-1规划的桥式起重机调速控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于0-1规划的桥式起重机调速控制方法，包括如下步骤：

S1、计算采样周期T下的桥式起重机的运动参考轨迹时间序列γ；

S2、等待新的控制周期到达，执行以下步骤；

S3、判断桥式起重机实际位移与设定位移的偏差是否已经降低至允许范围内，如果是则停止电机运行，退出循环，否则，根据预先设定的预测步数N，计算出所有可能的电机启停动作序列为2^N个；

S4、定义电机启停动作序列标识变量，电机启停动作序列标识变量为非负整数，并设置初值为0，定义目标函数最小化变量，目标函数最小化变量在计算机中的存储类型为IEEE754规定的单精度浮点数，并设置其初值为IEEE754规定的单精度浮点数的最大可能值；

S5、当电机启停动作序列标识变量小于2^N时，将电机启停动作序列标识变量转换为N位二进制数B，所述N位二进制数B从低到高的每一位表示时间从近至远桥式起重机电机未来的启停状态时间序列，其中数字量为1对应电机启动状态，数字量为0对应电机停止状态，然后执行第S6步，当电机启停动作序列标识变量大于等于2^N时，执行第S11步；

S6、根据电机未来的启停状态时间序列计算桥式起重机未来N个采样周期的速度值时间序列，将所述速度值时间序列和对应的桥式起重机的运动参考轨迹时间序列γ的误差平方和计为θ₁；

S7、统计电机未来的启停状态时间序列的状态变化次数，计为θ₂；

S8、设定优化目标为θ₁与θ₂之和，记作θ_total；