CN107324217B - 一种称重式智能天车控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种称重式智能天车控制方法，所述方法包括：首先，连续采集天车载重参数，构建载重值序列；并根据所述载重值序列，获得载重极大均值和载重极小均值；然后，获取所述天车的摇摆角；判断所述摇摆角是否超出阈值，若所述摇摆角超出阈值，则根据所述摇摆角，求解消晃所需的摇摆水平位移L；最后，根据移动距离L，控制所述天车移动。本发明通过摇摆角来评估称重的稳定性，能够精确表征摇晃程度；并且根据摇摆角进一步求解消晃所需的摇摆水平位移L，使得天车能够精确移动并控制消晃。本发明只需要获取载重数据的最大值和最小值，即可进一步求解摇摆角；求解方便，计算精确。

Description

一种称重式智能天车控制方法

技术领域

本发明涉及工业天车设备，特别是涉及一种称重式智能天车控制方法。

背景技术

在工业生产中，吊装天车常用于运输生产物料、成品，是工业化生产的重要设备。在现有技术中，投料或者装载物品时，天车的料仓会摇晃，影响物料的交接效率。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种称重式智能天车控制方法，旨在对料仓进行消晃。

为实现上述目的，本发明提供了一种称重式智能天车控制方法，所述方法包括：

S1、连续采集天车载重参数，构建载重值序列F_i；

S2、根据所述载重值序列F_i，获得载重极大均值F_max和载重极小均值F_min；所述载重极大均值F_max为所述载重值序列F_i中若干个较大值的均值，所述载重极小均值F_min为所述载重值序列F_i中若干个较小值的均值；

S3、获取所述天车的摇摆角θ；所述满足：

S4、判断所述摇摆角θ是否超出阈值，若所述摇摆角θ超出阈值，则执行步骤S5；

S5、根据所述摇摆角θ，求解消晃所需的摇摆水平位移L,所述L＝rsinθ；所述r为摇摆半径；

S6、根据所述摇摆水平位移L，控制所述天车移动。

在本实施例中，通过摇摆角来评估称重的稳定性；由于摇摆角本身其物理性质能够很好的反映物理含义，能够精确表征摇晃程度；并且根据摇摆角进一步求解消晃所需的摇摆水平位移L，使得天车能够精确移动并控制消晃。在本实施例中，只需要获取载重数据的最大值和最小值，即可进一步求解摇摆角；该载重数据可以为料仓称重最大值和最小值数据，也可以是料仓内某个局部个体的载重最大值和最小值数据，也可以是料仓拉力的最大值和最小值。本实施例，求解方便，计算精确。

在一具体实施例中，所述天车载重参数包括：天车料仓称重数据或天车拉力数据。

在一具体实施例中，所述步骤S2还包括：

从所述载重值序列F_i选取出一个最大值，作为所述载重极大均值F_max；

从所述载重值序列F_i选取出一个最小值，作为所述载重极小均值F_min。

在本实施例中，直接选取载重值序列中的最大值和最小值作为载重极值，求解速度快。

在一具体实施例中，所述步骤S2还包括：

对所述载重值序列F_i按大小进行排序，获得第一载重序列{F_n}；所述n满足1≤n≤I，所述I为所述载重值序列F_i的序列长度；

从所述第一载重序列{F_n}中选取前k个摇摆角较大值{F_k}；所述k满足1≤k＜I；获取所述载重极大均值F_max，所述F_max＝avg{F_k}；

从所述第一载重序列{F_n}中选取后m个摇摆角较小值{F_m}；所述m满足1＜m≤I；获取所述载重极小均值F_min，所述F_min＝avg{F_m}。

通过该方案，可获得较为精确的载重极值，以便摇摆角求解精确。

在一具体实施例中，所述步骤S3还包括：

获取所述载重极小均值F_min与所述载重极大均值F_max的比值α；所述α＝F_min/F_max；

获取所述天车的摇摆角θ；所述满足：

通过该技术方案，只需获得载重极小均值和载重极大均值的比例关系，而无需考虑载重极小均值和载重极大均值的获取形式，提高系统兼容性。

在一具体实施例中，在所述步骤S4中，所述阈值为预设值或经验值。

在一具体实施例中，所述步骤S6还包括：

实时采集即时摇摆角θ_i，在所述即时摇摆角θ_i处于增大趋势且所述θ_i≥αθ时，根据所述摇摆水平位移L，控制所述天车移动；所述0＜α≤1。

可选的α＝0.9；值得一提的是，α取值越大，天车需移动的速度也越大，此时，消晃操作也越有效。假定天车单摆模型的摇摆半径为4m，天车摇晃角在5°时，单侧水平摇摆位移约为0.35m，摇晃感感明显。摇晃感明显，而位移值相对于天车运动速度而言，水平摇摆位移并不大，天车运动速度可满足要求。假定摇摆角θ＝5°，在即时摇摆角到达4.5°时，进行天车移动实现消晃。

通过该技术方案，移动天车有效实现消晃。

在一具体实施例中，所述步骤S6还包括：判断即时摇摆角θ_i是否处于增大趋势；

所述判断即时摇摆角θ_i是否处于增大趋势是通过判断前后至少2个即时摇摆角θ_i的大小关系；若在后采集到的即时摇摆角较大，则判定即时摇摆角θ_i处于增大趋势。

通过该技术方案，在通过判定即时摇摆角θ_i是否处于增大趋势，并进行小车移动实现消晃，提高消晃精确度。

在一具体实施例中，在所述步骤S1中，所述载重值序列F_i至少包括一个摆动周期。

本发明的有益效果是：本发明通过摇摆角来评估称重的稳定性；由于摇摆角本身其物理性质能够很好的反映物理含义，能够精确表征摇晃程度；并且根据摇摆角进一步求解消晃所需的摇摆水平位移L，使得天车能够精确移动并控制消晃。本发明只需要获取载重数据的最大值和最小值，即可进一步求解摇摆角；该载重数据可以为料仓称重最大值和最小值数据，也可以是料仓内某个局部个体的载重最大值和最小值数据，也可以是料仓拉力的最大值和最小值，求解方便，计算精确。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式的一种称重式智能天车控制方法的流程图；

图2是本发明一具体实施方式中的天车料仓的摇摆模型。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，在本发明第一实施例中，提供一种称重式智能天车控制方法，所述方法包括：

S1、连续采集天车载重参数，构建载重值序列F_i；

值得一提的是，由于摇摆角θ与F_max、F_min之间具体数值大小无关，只需F_max、F_min之间比例一定时，求解获得摇摆角θ也一致。故而，可选的，通过采集料仓的称重数值，获得载重值序列F_i；可选的，通过采集天车钢丝拉力，获得载重值序列F_i；可选的，对料仓内某一物体进行称重，并以该物体的称重值，构建载重值序列F_i；

S2、根据所述载重值序列F_i，获得载重极大均值F_max和载重极小均值F_min；所述载重极大均值F_max为所述载重值序列F_i中若干个较大值的均值，所述载重极小均值F_min为所述载重值序列F_i中若干个较小值的均值；

S3、获取所述天车的摇摆角θ；所述满足：

S4、判断所述摇摆角θ是否超出阈值，若所述摇摆角θ超出阈值，则执行步骤S5；若所述摇摆角未超出阈值，则所述天车无需调整，即摇晃程度较小，无需进行消晃操作；

S5、根据所述摇摆角θ，求解消晃所需的摇摆水平位移L,所述L＝rsinθ；所述r为摇摆半径；

S6、根据所述摇摆水平位移L，控制所述天车移动。

如图2为天车料仓的摇摆模型，在料仓摇摆过程中，将摇摆角定义为单个摇摆周期内最大的摇晃角为摇摆角θ。根据能量守恒可知：

其中，m为料仓等效质量，g为重力加速度，h为摇晃最高点与最低点的高度差；v为料仓中心位于最低点时，料仓的水平速度。

根据几何关系可知：

h＝(1-cosθ)r (2)；

其中，r为摇摆半径。

此外，根据小球位于最高点和最低点的受力情况，拉力分别满足：

F_min＝cosθmg (4)；

联立等式(1)-(5)可得：

在本实施例中，通过摇摆角来评估称重的稳定性；由于摇摆角本身其物理性质能够很好的反映物理含义，能够精确表征摇晃程度；并且根据摇摆角进一步求解消晃所需的摇摆水平位移L，使得天车能够精确移动并控制消晃。在本实施例中，只需要获取载重数据的最大值和最小值，即可进一步求解摇摆角；该载重数据可以为料仓称重最大值和最小值数据，也可以是料仓内某个局部个体的载重最大值和最小值数据，也可以是料仓拉力的最大值和最小值。本实施例，求解方便，计算精确。

在本实施例中，所述天车载重参数包括：天车料仓称重数据或天车拉力数据。所述天车料仓称重数据为料仓整体称重数据或料仓局部称重数据。

可选的，在一具体实施例中，所述步骤S2还包括：

从所述载重值序列F_i选取出一个最大值，作为所述载重极大均值F_max；

从所述载重值序列F_i选取出一个最小值，作为所述载重极小均值F_min。

在本实施例中，直接选取载重值序列中的最大值和最小值作为载重极值，求解速度快。

可选的，在另一具体实施例中，所述步骤S2还包括：

对所述载重值序列F_i按大小进行排序，获得第一载重序列{F_n}；所述n满足1≤n≤I，所述I为所述载重值序列F_i的序列长度；

从所述第一载重序列{F_n}中选取前k个摇摆角较大值{F_k}；所述k满足1≤k＜I；获取所述载重极大均值F_max，所述F_max＝avg{F_k}；

从所述第一载重序列{F_n}中选取后m个摇摆角较小值{F_m}；所述m满足1＜m≤I；获取所述载重极小均值F_min，所述F_min＝avg{F_m}。

通过该方案，可获得较为精确的载重极值，以便摇摆角求解精确。

在本实施例中，所述步骤S3还包括：

获取所述载重极小均值F_min与所述载重极大均值F_max的比值α；所述α＝F_min/F_max；

获取所述天车的摇摆角θ；所述满足：

通过该技术方案，只需获得载重极小均值和载重极大均值的比例关系，而无需考虑载重极小均值和载重极大均值的获取形式，提高系统兼容性。

在本实施例中，在所述步骤S4中，所述阈值为预设值或经验值。

在本实施例中，所述步骤S6还包括：

实时采集即时摇摆角θ_i，在所述即时摇摆角θ_i处于增大趋势且所述θ_i≥αθ时，根据所述摇摆水平位移L，控制所述天车移动；所述0＜α≤1。

可选的α＝0.9；值得一提的是，α取值越大，天车需移动的速度也越大，此时，消晃操作也越有效。假定天车单摆模型的摇摆半径为4m，天车摇晃角在5°时，单侧水平摇摆位移约为0.35m，摇晃感感明显。摇晃感明显，而位移值相对于天车运动速度而言，水平摇摆位移并不大，天车运动速度可满足要求。假定摇摆角θ＝5°，在即时摇摆角到达4.5°时，进行天车移动实现消晃。

通过该技术方案，移动天车有效实现消晃。

在本实施例中，所述步骤S6还包括：判断即时摇摆角θ_i是否处于增大趋势；

所述判断即时摇摆角θ_i是否处于增大趋势是通过判断前后至少2个即时摇摆角θ_i的大小关系；若在后采集到的即时摇摆角较大，则判定即时摇摆角θ_i处于增大趋势。

通过该技术方案，在通过判定即时摇摆角θ_i是否处于增大趋势，并进行小车移动实现消晃，提高消晃精确度。

在本实施例中，在所述步骤S1中，所述载重值序列F_i至少包括一个摆动周期。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种称重式智能天车控制方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、连续采集天车载重参数，构建载重值序列F_i；

S2、根据所述载重值序列F_i，获得载重极大均值F_max和载重极小均值F_min；所述载重极大均值F_max为所述载重值序列F_i中若干个较大值的均值，所述载重极小均值F_min为所述载重值序列F_i中若干个较小值的均值；

S3、获取所述天车的摇摆角θ；所述摇摆角θ满足：

S4、判断所述摇摆角θ是否超出阈值，若所述摇摆角θ超出阈值，则执行步骤S5；

S5、根据所述摇摆角θ，求解消晃所需的摇摆水平位移L,所述L＝rsinθ；所述r为摇摆半径；

S6、根据所述摇摆水平位移L，控制所述天车移动。

2.如权利要求1所述的一种称重式智能天车控制方法，其特征在于，所述天车载重参数包括：天车料仓称重数据或天车拉力数据。

3.如权利要求1所述的一种称重式智能天车控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

从所述载重值序列F_i选取出一个最大值，作为所述载重极大均值F_max；

从所述载重值序列F_i选取出一个最小值，作为所述载重极小均值F_min。

4.如权利要求1所述的一种称重式智能天车控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

对所述载重值序列F_i按大小进行排序，获得第一载重序列{F_n}；所述n满足1≤n≤I，所述I为所述载重值序列F_i的序列长度；

从所述第一载重序列{F_n}中选取前k个摇摆角较大值{F_k}；所述k满足1≤k＜I；获取所述载重极大均值F_max，所述F_max＝avg{F_k}；

从所述第一载重序列{F_n}中选取后m个摇摆角较小值{F_m}；所述m满足1＜m≤I；获取所述载重极小均值F_min，所述F_min＝avg{F_m}。

5.如权利要求1所述的一种称重式智能天车控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：

获取所述载重极小均值F_min与所述载重极大均值F_max的比值α；所述α＝F_min/F_max；

获取所述天车的摇摆角θ；所述摇摆角θ满足：

6.如权利要求1所述的一种称重式智能天车控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述阈值为预设值或经验值。

7.如权利要求1所述的一种称重式智能天车控制方法，其特征在于，所述步骤S6还包括：

实时采集即时摇摆角θ_i，在所述即时摇摆角θ_i处于增大趋势且所述θ_i≥αθ时，根据所述摇摆水平位移L，控制所述天车移动；所述α满足：0＜α≤1。

8.如权利要求7所述的一种称重式智能天车控制方法，其特征在于，所述步骤S6还包括：判断即时摇摆角θ_i是否处于增大趋势；

所述判断即时摇摆角θ_i是否处于增大趋势是通过判断前后至少2个即时摇摆角θ_i的大小关系；若在后采集到的即时摇摆角较大，则判定即时摇摆角θ_i处于增大趋势。

9.如权利要求1所述的一种称重式智能天车控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述载重值序列F_i至少包括一个摆动周期。