[发明专利]一种无人天车运行过程中的防摇摆控制方法

说明书

本发明提供了一种无人天车运行过程中的防摇摆控制方法，涉及无人天车吊运钢材技术领域。本发明根据无人天车运行过程的吊具摇摆偏移量进行速度与加速度的自动调整，包括以下步骤：第一步，定义无人天车运行方向坐标系；第二步，设置防摇摆控制周期为T，即按照T间隔周期实施控制；第三步，根据大车、小车实时速度值计算当前加速度值；第四步，通过摆角检测仪实测角度信息，计算吊具相对于天车空间位置的相对偏移量；第五步，基于模糊控制方法，计算获得天车的大车与小车防摇摆加速度的调节增益系数；第六步，根据调节增益系数计算加速度调整量；第七步，通过计算获得的加速度调整量修正加速度。

技术领域

本发明涉及无人天车吊运钢材的技术领域，尤其涉及针对无人行车运行过程防摇摆控制的技术领域。

背景技术

随着物联网、人工智能等信息技术的发展，钢铁企业正在向以智能工厂为载体、以关键制造环节智能化为核心、以端到端数据流为基础、以网通互联为支撑的智能制造模式转型。其中，起重机与库区的无人化与智能化建设，成为智能工厂建设极具代表性的一项技术。

无人天车在变速运动中吊具速度变化滞后于大车和小车速度变化，不可避免的会发生吊具晃动的情况，这给天车的安全运行带来了风险，为了消除这种速度变化的不同步，让天车在最短的时间内平稳的到达目标位置，无人天车控制系统设计中需要开发自动防摇摆控制技术。

防摇摆控制系统由摆动角度检测仪、红外标记和防摇摆控制模型组成。摆动角度检测仪安装在天车上部，红外标记安装在吊具上部，两两配合使用，可以测得吊具的晃动角度。根据实测的天车晃动角度、天车实际位置、速度信息，实时计算天车加速度调整量，并将该加速度调整量传递到传动变频器，即可控制天车大、小车速度，实现防摇摆控制。

现阶段的防摇摆控制模型，在由检测角度转化为加速度调整时，未充分考虑吊具相对天车的钢丝绳长度影响，并且未充分考虑偏移程度、天车运行速度方向、偏移方向等因素对调节增益的影响，容易导致参数设置合理所引起的调节效率低或者过调节问题。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题，提供一种模糊变增益防摇摆控制技术，充分考虑各种影响因素动态设置调节增益，充分保证了防摇摆控制的调节效率与控制稳定性。

本发明提供了一种无人天车运行过程中的防摇摆控制方法，根据无人天车运行过程的吊具摇摆偏移量进行速度与加速度的自动调整，包括以下步骤：

步骤1：定义无人天车运行方向坐标系，包括：

无人天车运行方向包括大车运动方向、小车运动方向、吊具运动方向以及吊具相对小车转动方向四个自由度，以无人天车HOME位为原点、大车前进方向为X轴正向、小车前进方向为Y轴正向建立平行于水平面的天车运行坐标系；

步骤2：设置防摇摆控制周期为T，即按照T间隔周期实施控制，包括：

实时测量获取无人天车T_n-1时刻的大车位置，小车位置，大车速度V_XTn-1，小车速度V_YTn-1，以及无人天车T_n时刻的大车位置，小车位置，大车速度V_XTn，小车速度V_YTn；

步骤3：根据大车速度从V_XTn-1到V_XTn的变化，根据公式(1)计算大车加速度a_XTn，包括：

a_XTn＝(V_XTn-V_XTn-1)/T (1)

根据小车速度从V_YTn-1到V_YTn的变化，根据公式(2)计算小车加速度a_YTn：