[发明专利]具有三阶滤波器的防摇摆起重机控制方法

摘要

本发明涉及一种用于控制悬挂于吊运机械(2)的附接点(H)处的载荷(1)的移动的方法，所述方法包括获取步骤(a)，在此期间，获取“导引设定值”(Vu)，其代表操作者希望赋予悬挂载荷(1)的移动速度，所述方法还包括处理步骤(b)，在此期间，从导引设定值(Vu)推导被称为“执行设定值”(Vtrol)的设定值，所述执行设定值应用于驱动马达(7、8)，以便移动所述悬挂载荷(1)，所述处理步骤(b)包括通过三阶滤波进行的C3平滑处理子步骤(b4)，在此期间，向导引设定值(Vu)应用三阶滤波器(F3)，以便生成C3级别平滑度的已滤波导引设定值(Vf)，然后从所述已滤波导引设定值(Vf)定义执行设定值(Vtrol)。 1

主权项

1.一种用于控制悬挂于吊运机械(2)的附接点(H)处的载荷(1)的移动的方法，所述方法包括导引设定值获取步骤(a)，在此期间，获取被称为“导引设定值”(V_u)的设定值，其代表吊运机械的操作者希望赋予悬挂载荷(1)的移动速度(V_load)，所述方法还包括处理步骤(b)，在此期间，从所述导引设定值(V_u)推导被称为“执行设定值”(V_trol)的设定值，所述执行设定值旨在应用于至少一个驱动马达(7、8)，以便移动所述悬挂载荷(1)，所述方法的特征在于，所述处理步骤(b)包括C³平滑处理子步骤(b4)，在此期间，所述导引设定值(V_u)被处理，以便赋予所述导引设定值(V_u)相对于时间具有三阶可微性以及相对于时间具有连续性的属性，以便从所述导引设定值(V_u)生成C³级别的已滤波导引设定值(V_f)，然后从所述已滤波导引设定值(V_f)定义执行设定值(V_trol)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行设定值(V_trol)表示所述附接点(H)必须达到的速度设定值，并且定义为如下：

其中：

V_f为已滤波导引设定值，

L为将悬挂载荷(1)连结至附接点(H)的悬挂线缆(6)的长度，

g为重力。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在C³平滑处理子步骤(b4)期间，采用来生成代表驱动马达(7、8)能赋予悬挂所述载荷(1)的附接点(H)的最大加速度(a_MAX)的参数(ω、ω₀)的已滤波导引设定值(V_f)，使得源自所述已滤波导引设定值(V_f)的执行设定值(V_trol)取决于所述最大加速度，以便能通过所述驱动马达(7、8)获得。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在C³平滑处理子步骤(b4)期间，向所述导引设定值(V_u)应用三阶滤波器(F3)，以便生成C³级别的已滤波导引设定值(V_f)。

5.根据权利要求3和4所述的方法，其特征在于，所述处理步骤(b)包括设置三阶滤波器(F3)的脉动的子步骤(b1)，在此期间，所述三阶滤波器(F3)的脉动(ω、ω₀)由代表驱动马达(7、8)能赋予悬挂所述载荷(1)的附接点(H)的最大加速度的值(a_MAX)计算而得。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述处理步骤(b)包括设定三阶滤波器(F3)的脉动(ω、ω₀、ω_F)的子步骤(b1)，在此期间，根据吊运机械的操作者在所考虑的时间时应用的导引设定值(V_u)的值来调整三阶滤波器(F3)的脉动(ω、ω₀、ω_F)，并且更优选地，根据导引设定值(V_u)是否低于或相反高于基准速度(V_thresh)来改变三阶滤波器(F3)的脉动(ω、ω₀、ω_F)的值，所述基准速度由驱动马达(7、8)能赋予悬挂所述载荷(1)的附接点(H)的最大速度值(V_MAX)定义。

7.根据权利要求4‑6中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理步骤(b)包括设定三阶滤波器的脉动的子步骤(b1)，在此期间，三阶滤波器(F3)的脉动(ω)由按如下方式确定的计算脉动(ω₀)算出：

我们选择V_thresh＝k*V_MAX，其中0<k<1，例如k＝0.5；

如果V_u≤V_thresh，则我们将所述计算脉动(ω₀)定义为高值：

如果V_u>V_thresh，则我们将所述计算脉动(ω₀)定义为低值：

其中：

V_u为导引设定值，

L为将悬挂载荷(1)连结至附接点(H)的悬挂线缆(6)的长度，

g为重力，

V_MAX为代表驱动马达(7、8)能赋予悬挂所述载荷(1)的附接点(H)的最大速度的值，并且

a_MAX为代表驱动马达(7、8)能赋予悬挂所述载荷(1)的附接点(H)的最大加速度的值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在设定三阶滤波器(F3)的脉动的子步骤(b1)期间，向计算值(ω、ω₀)应用二阶滤波器(F2)，使得三阶滤波器使用已滤波计算脉动(ω_F)，所述已滤波计算脉动(ω_F)因此优选定义为：

其中：

ω₀为二阶滤波(F2)之前的计算脉动，

ω_X为二阶滤波器(F2)的自然脉动，例如等于4rad/s，

m为二阶滤波器(F2)的阻尼系数，优选等于0.7。

9.根据权利要求4‑8中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理步骤(b)包括一次饱和子步骤(b2)，在此期间，第一饱和定律(SAT1)被应用于导引设定值(V_u)，并且其根据三阶滤波器(F3)的脉动(ω、ω_F)计算出。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一饱和定律(SAT1)表示为：

SAT1(V_u)＝V_u

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