[发明专利]一种吊具位姿控制方法、系统、设备及程序产品

权利要求书

1.一种吊具位姿控制方法，所述吊具上方设置有多个电机，每个所述电机通过钢丝绳连接所述吊具，其特征在于，所述方法包括：

获取所述吊具的当前吊具位姿以及预设的吊具最终位姿；

基于MPC算法，根据所述当前吊具位姿和所述吊具最终位姿估算未来预设时间周期内施加在所述吊具上的预测力矩值；

根据所述预测力矩值确定未来预设时间周期内各个所述电机的输出力矩值；

分别根据各个所述电机的输出力矩值控制对应的电机运行，以改变所述吊具的位姿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前吊具位姿和所述吊具最终位姿均包括前后方向、左右方向以及旋转方向的位姿；所述预测力矩值包括前后方向、左右方向以及旋转方向上施加在所述吊具上的预测力矩值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于MPC算法，根据所述当前吊具位姿和所述吊具最终位姿估算未来预设时间周期内施加在所述吊具上的预测力矩值包括：

根据所述当前吊具位姿和所述吊具最终位姿分别计算各个方向的位姿偏移及偏移速度；

分别确定各个方向上施加在所述吊具上的当前力矩值；

分别针对每个方向，根据所述方向的位姿偏移、偏移速度和当前力矩值，基于预设状态空间模型预测未来预设时间周期内所述方向上施加在所述吊具上的最佳力矩值，作为所述方向上的预测力矩值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述预测力矩值确定未来预设时间周期内各个所述电机的输出力矩值包括：

将各个方向上施加在所述吊具上的预测力矩值进行不同的加减排列形成多个中间变量，所述中间变量的数量与所述电机的数量相等；

将各个所述中间变量分别加上预设偏置量；

对加上预设偏置量后的各个中间变量分别进行上下幅限制输出，得到各个所述电机的输出力矩值。

5.一种吊具位姿控制系统，所述吊具上方设置有多个电机，每个所述电机通过钢丝绳连接所述吊具，其特征在于，所述系统包括：MPC控制器和MPC混合器，所述MPC控制器的输出连接所述MPC混合器的输入；

所述MPC控制器用于获取所述吊具的当前吊具位姿以及预设的吊具最终位姿；基于MPC算法，根据所述当前吊具位姿和所述吊具最终位姿估算未来预设时间周期内施加在所述吊具上的预测力矩值；

所述MPC混合器用于根据所述预测力矩值确定未来预设时间周期内各个所述电机的输出力矩值；分别根据各个所述电机的输出力矩值控制对应的电机运行，以改变所述吊具的位姿。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述当前吊具位姿和所述吊具最终位姿均包括前后方向、左右方向以及旋转方向的位姿；所述预测力矩值包括前后方向、左右方向以及旋转方向上施加在所述吊具上的预测力矩值。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述MPC控制器设置为三个，分别对应所述前后方向、所述左右方向以及所述旋转方向；

各个方向对应的MPC控制器分别用于获取对应方向的当前吊具位姿和吊具最终位姿；根据对应方向的当前吊具位姿和吊具最终位姿计算对应方向的位姿偏移及偏移速度；确定对应方向上施加在所述吊具上的当前力矩值；根据对应方向的位姿偏移、偏移速度和当前力矩值，基于预设状态空间模型预测未来预设时间周期内对应方向上施加在所述吊具上的最佳力矩值，作为对应方向上的预测力矩值。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述MPC混合器包括：

排列单元，用于将各个方向上施加在所述吊具上的预测力矩值进行不同的加减排列形成多个中间变量，所述中间变量的数量与所述电机的数量相等；

增量单元，用于将各个所述中间变量分别加上预设偏置量；

输出单元，用于对加上预设偏置量后的各个中间变量分别进行上下幅限制输出，得到各个所述电机的输出力矩值。

9.一种吊具位姿控制设备，用于对所述吊具的位姿进行控制，其特征在于，所述吊具位姿控制设备包括如权利要求5-8任意一项所述的吊具位姿控制系统。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如权利要求1-4任意一项所述的吊具位姿控制方法的步骤。