[发明专利]一种自适应速度规划的工业吊车控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种自适应速度规划的工业吊车控制方法及系统，在给定加速度以及最大速度限制条件下，在线规划出桥式吊车运动轨迹，同时根据运动距离计算模型提出吊车多脉冲速度规划曲线，速度的脉冲数自适应规划，无需添加离线优化计算，即可实现吊车搬运物品过程中较小的摆角和较高的定位精度，极大地提高了工业生产中吊车调运物品的安全性、可靠性及工作效率。所述自适应速度规划的工业吊车控制方法及系统主要包括PLC控制器(1)、角度测量仪(2)、激光测距仪(3)、变频器(4)、交流异步电机(5)、沿横梁方向移动的吊车(6)和上位机(7)。

主权项

1.一种自适应速度规划的工业吊车控制方法，其特征在于该方法基于Lagrange方程建立吊车系统的运动力学模型和防摇控制模型，自适应速度规划使用多段加减速实现稳定的防摇效果，速度段数和最大速度自适应控制，设定吊车的最大运行速度分为k档，第k档为最高速度，第1档为最低速度，自适应速度规划具体分为以下几个步骤：步骤1：由当前位置x₁和目标位置x₂计算出目标距离(Δx＝|x₂‑x₁|)，设定吊车的最大速度v_n等于吊车的第k档速度，根据公式计算出加减速段数n，其中a是吊车的设定加速度，T是吊车的单摆周期；步骤2：判断当前加减速段数n是否大于等于2，如果n大于等于2，则继续步骤3，如果n小于2，则将吊车的最终速度v_n降低一个档位，转到步骤1，重新计算n；步骤3：起步加速阶段，规划加速阶段的速度曲线和加速位移，由初始速度v₀＝0m/s，以系统设定的加速度a加速到速度v₁，以当前速度v₁保持一段时间t_s的匀速运动，再由速度v₁以加速度a加速到速度v₂，以当前速度v₂保持一段时间t_s的匀速运动，按此规律，加速n次达到目标速度v_n，每次加速后的速度分别为v₁、v₂……v_n，得到加速阶段的速度曲线和位移；步骤4：停止减速阶段，规划减速阶段的速度曲线和减速位移，由减速阶段的初始速度v_n以加速度‑a减速到速度v_n‑1，以当前速度v_n‑1保持一段时间t_s的匀速运动，再由速度v_n‑1以加速度‑a减速到速度v_n‑2，以当前速度v_n‑2保持一段时间t_s的匀速运动，按此规律，减速n次后速度为0m/s，每次减速后的速度分别为v_n‑1……v₂、v₁、0，得到减速阶段的速度曲线和位移；步骤5：由目标距离、加速阶段位移、减速阶段位移和速度v_n计算出匀速阶段所用时间t_r，如果t_r大于零，则得到匀速阶段速度曲线和位移并转到步骤6，如果t_r小于零则将加减速段数n减1，再转到步骤2；步骤6：输出吊车的自适应速度规划曲线。