[发明专利]一种离线的桥式吊车轨迹控制方法

摘要

一种离线的桥式吊车轨迹控制方法，具有约束的欠驱动桥式吊车加速度轨迹控制方法，包括如下步骤：步骤1、轨迹规划方案，采用光滑的加速度运动轨迹；步骤2、确定轨迹参数，对于任意运送过程，通过求解吊车系统的运动学方程，分析台车加速度与负载摆动之间的耦合关系，计算出实际最大加速度amax、匀加速ta时间和匀速时间tc即可得到一种理想的加速度轨迹满足如下一些核心的性能指标；步骤3、控制方法的实现，借助传感器实时得到的台车位移信号x(t)及速度信号实时计算x(t)、与加速度信号的连续积分信号xv(t)、之间的偏差，使用传统的PD控制器产生相应的驱动电机的控制命令，实现对吊车的控制，完成运输任务。

主权项

具有约束的欠驱动桥式吊车加速度轨迹控制方法，包括如下步骤：步骤1、轨迹规划方案，采用光滑的加速度运动轨迹，其表达式如下：其中，amax为实际运送过程中所采用的最大加速度，τ∈(0,T4)，t1＝τ，t2＝τ+ta，t3＝2τ+ta，t4＝2τ+ta+tc，t5＝3τ+ta+tc，t6＝3τ+2ta+tc，t7＝4τ+2ta+tc，τ,ta,tc分别表示变加速(变减速)、匀加速(匀减速)和匀速时间常数，T为负载在恒定加速度下的振动周期；步骤2、确定轨迹参数对于任意运送过程，通过求解吊车系统的运动学方程，分析台车加速度与负载摆动之间的耦合关系，计算出实际最大加速度amax、匀加速ta时间和匀速时间tc即可得到一种理想的加速度轨迹满足如下一些核心的性能指标：a)台车在有限的时间内到达目标位置pd∈R，即limt→∞x(t)=pd---(3)]]>其中x(t)为台车的位移；b)在运送过程中，台车速度及加速度满足|x.(t)|≤vub,|x..(t)|≤aub---(4)]]>其中分别为台车运送过程中的速度与加速度，vub,aub∈R+分别为吊车平台所能达到的最大速度及最大加速度；c)在运送过程中，负载最大摆角满足|θ(t)|≤θub  (5)其中θ(t)为台车运送过程中负载的摆角，θub∈R+分别为吊车系统所能允许的最大摆角；d)当台车匀速运行或到达目标位置以后，负载与台车处于同一竖直线上，即负载与台车之间无相对运动θ(t)=0,∀t≥tf---(6)]]>其中tf为台车到达目标位置的时间；步骤3、控制方法的实现借助传感器实时得到的台车位移信号x(t)及速度信号实时计算x(t)、与加速度信号的连续积分信号xv(t)、之间的偏差，使用传统的PD控制器产生相应的驱动电机的控制命令，实现对吊车的控制，完成运输任务。