CN108675165A - 船用减摇起重机减摇控制方法 - Google Patents

Abstract

一种船用减摇起重机减摇控制方案，包括起重机本体机械装置、起重机监控系统、起重机液压驱动系统、起重机控制模块其特征在于起重机控制模块通过控制减摇索的张力值对吊重摇晃形成阻尼力，达到减摇的恒张力控制方案；起重机控制模块通过控制减摇索的收放拉动吊重，控制主吊索与竖直方向的角度，达到吊重减摇且回中的位置跟随控制方案；根据起重机状态监测系统传回起重机实时状态参数确定起重机工作情况，切换适时控制方案，达到减摇控制的混合控制方案；本发明控制方法新颖、操作简单、使用方便、安全可靠、防止吊具及货物的摇摆能力好，使吊重的摇晃得到较好的抑制。

Description

船用减摇起重机减摇控制方法

技术领域

本发明涉及船用减摇起重机，特别涉及一种船用减摇起重机减摇控制方法。

背景技术

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称吊车，属于物料搬运机械。通常，起重机械由起升机构(使负载上下运动)、运行机构(使起重机械移动)、变幅机构和回转机构(使负载作水平移动)，再加上必要金属结构，动力装置，操纵控制及必要的辅助装置组合而成。起重机的工作特点是做间歇性、循环性运动，一个工作循环包括：取物装置从取物地把负载提起，然后水平移动到指定地点降下负载，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。一般来说，起重机通过钢丝绳、吊钩悬挂负载，由起升机构进行升降，由变幅机构和回转机构进行水平移动。由于钢丝绳属于柔性部件，在进行变幅、回转运动时，负载将作单摆运动，这会增加作业难度和工作循环的时间。特别是对于船用起重机而言，由于风、浪、流等海洋环境因素的影响，船舶会产生横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡、垂荡六自由度运动，这就更加剧了负载的摇摆，海况恶劣时几乎无法进行作业。对于起重机吊物摇摆问题，目前通常采用马里兰索具机构、综合补偿装置来解决，但是其机构和控制都比较复杂。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明提出了一种能够针对船用起重机中摇晃情况对其进行控制的船用减摇起重机减摇控制方案。

本发明的技术方案如下：

一种船用减摇起重机的恒张力减摇控制方法，其特征在于：

S11：通过控制电脑分别设定减摇索Ⅰ的张力期望值、减摇索Ⅱ的张力期望值、减摇索Ⅲ的张力期望值；

S12：分别测量减摇索Ⅰ的实际张力值、减摇索Ⅱ的实际张力值、减摇索Ⅲ的实际张力值；

S13：比较减摇索Ⅰ的张力期望值与减摇索Ⅰ的实际张力值得到第一偏差，比较减摇索Ⅱ的张力期望值与减摇索Ⅱ的实际张力值得到第二偏差，比较减摇索Ⅲ的张力期望值与测量减摇索Ⅲ的实际张力值得到第三偏差，将所述第一偏差、第二偏差、第三偏差发送至PLC控制器；所述PLC控制器根据所述第一偏差、第二偏差、第三偏差控制伺服阀，以达到控制液压马达，从而控制减摇索动作，形成恒张力闭环控制。

进一步地，根据一种船用减摇起重机的恒张力减摇控制方法，其特征在于所述减摇索Ⅰ的实际张力值根据减摇索张力传感器Ⅰ进行测量，再通过起重机控制模块中的转换函数得到；所述减摇索Ⅱ的实际张力值根据减摇索张力传感器Ⅱ进行测量，再通过起重机控制模块中的转换函数得到；所述测量减摇索Ⅲ的实际张力值根据减摇索张力传感器Ⅲ进行测量，再通过起重机控制模块中的转换函数得到。

本发明的另一目的是提供一种船用减摇起重机的位置跟随减摇控制方法，其特征在于：

S21：判断主吊索是否处于竖直状态，若是竖直状态，则可得到减摇索Ⅰ的设定长度、减摇索Ⅱ的设定长度、减摇索Ⅲ的设定长度，否则通过控制收放减摇索将其归中，所述竖直状态根据起重机的初始位姿进行判断；

S22：分别测量减摇索Ⅰ的实际长度、减摇索Ⅱ的实际长度以及减摇索Ⅲ的实际长度；

S23：将减摇索Ⅰ的设定长度与减摇索Ⅰ的实际长度进行比较，得到第一偏差；将减摇索Ⅱ的设定长度与减摇索Ⅱ的实际长度进行比较，得到第二偏差；将减摇索Ⅲ的设定长度与测量减摇索Ⅲ的实际长度进行比较，得到第三偏差，将所述第一偏差、第二偏差及第三偏差传给PLC控制；所述PLC控制器根据所述第一偏差、第二偏差及第三偏差控制伺服阀动作，从而控制液压马达，进而控制减摇索动作，使其实际值与设定值达到一致，消除偏差。

进一步地，根据一种船用减摇起重机的位置跟随减摇控制的方法，所述初始位姿根据所述起重机监控系统的起重机起升、变幅、回转三个液压马达同轴编码器的初始状态通过数学模型的换算能够得到。

进一步地，根据一种船用减摇起重机的位置跟随减摇控制方法，所述减摇索Ⅰ的设定长度根据主吊索竖直状态下重物的起升、变幅或回转指令，再依据运动学模型的计算得到；所述减摇索Ⅱ的设定长度根据主吊索竖直状态下重物的起升、变幅或回转指令，再依据运动学模型的计算得到；所述减摇索Ⅲ的设定长度根据主吊索竖直状态下重物的起升、变幅或回转指令，再依据运动学模型的计算得到。

进一步地，根据一种船用减摇起重机的位置跟随减摇控制的方法，所述减摇索Ⅰ的实际长度，根据液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算得到；所述减摇索Ⅱ的实际长度，根据液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算得到；所述减摇索Ⅲ的实际长度，根据液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算得到。

本发明的另一目的是提供一种船用减摇起重机的混合减摇控制方法，其特征在于：

S31：起重机本体机械装置进行作业操作，根据起重机收到的指令选择减摇控制方法，当所述PLC控制器收到回转指令，则采取上述恒张力减摇控制方法；当所述PLC控制器收到了起升或者变幅指令，则采取上述位置跟随减摇控制方法；

S32：所述重机本体机械装置动作停止，根据所述主吊索角度传感器输出信号确定控制优先级，所述主吊索角度传感器测得主吊索此时处于竖直状态，则采取上述恒张力减摇控制方法；若所述主吊索处于偏斜状态，则采取上述位置跟随减摇控制方法。

本发明实施例的另一方面还提供了一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述任意一项所述的方法。

本发明实施例的另一方面还提供了一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一项所述的方法。

通过上述技术方案，本发明公开的本发明公开的船用减摇起重机减摇控制方案具有以下优势：

(1)提出了恒张力控制，通过对三根减摇索张力值控制，达到控制重物摇晃，提高起重机的工作效率与安全性。

(2)提出位置跟随控制，通过控制三个减摇马达对起升、变幅马达的跟随，使得三根减摇索同步控制吊重，让主吊索处于竖直状态，减小减摇索对主吊索的影响。

(3)提出混合控制，通过恒张力控制与位置跟随控制相结合，能够更高效的对起重机进行控制，并达到减小减摇耗能的目的。

(4)相对于现有的减摇控制方案，其控制参数更少，算法更简单，便于工业使用。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明恒张力控制框图；

图2为本发明位置跟随控制框图；

图3为本发明起重机操作时恒张力与位置跟随混合控制框图；

图4为本发明起重机停止时恒张力与位置跟随混合控制框图；

图5为本发明机械防摇系统张力分析图；

图6为本发明减摇起重机位置模型简图；

图7为本发明控制起重机的机械结构立体示意图。

图中附图标记如下：

1、起重机本体，2、减摇索Ⅰ，3、起重机底座，4、减摇索Ⅱ，5、吊臂，6、减摇索Ⅲ，7、带吊盘式吊钩，8、折叠减摇臂，9、外伸杆支架，10、外伸杆，11、变幅绳索，12、主吊索。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

起重机状态监测系统包括起升马达转速同步编码器、减摇马达转速同步编码器、吊臂面内角角度传感器、主吊索张力传感器、减摇索张力传感器、主吊索角度传感器，PLC控制器。其中起升马达转速同步编码器用于测量起重机起升重物的动作情况，能够得到实时主吊索长度，以得到吊钩与主吊索滑轮之间的距离；减摇马达转速同步编码器用于测量减摇索收放情况，能够得到实时各减摇索动作长度；吊臂面内角角度传感器用于测量吊臂在面内角与竖直方向之间角度值；主吊索张力传感器位于起重机后部，用于测量主吊索实时张力值；各减摇索张力传感器位于起重机后部，用于测量三根减摇索实时张力值；主吊索角度传感器用于测量主吊索与竖直方向之间角度差值，图7给出了一个起重机状态监测系统的应用实例示意图。

本发明实施例给出了一种船用减摇起重机的恒张力减摇控制方法，步骤包括：

S11：通过控制电脑分别设定减摇索Ⅰ的张力期望值、减摇索Ⅱ的张力期望值、减摇索Ⅲ的张力期望值。

S12：分别测量减摇索Ⅰ的实际张力值、减摇索Ⅱ的实际张力值、减摇索Ⅲ的实际张力值。所述减摇索Ⅰ的实际张力值根据减摇索张力传感器Ⅰ进行测量，再通过起重机控制模块中的转换函数得到；所述减摇索Ⅱ的实际张力值根据减摇索张力传感器Ⅱ进行测量，再通过起重机控制模块中的转换函数得到；所述测量减摇索Ⅲ的实际张力值根据减摇索张力传感器Ⅲ进行测量，再通过起重机控制模块中的转换函数得到。

S13：比较减摇索Ⅰ的张力期望值与减摇索Ⅰ的实际张力值得到第一偏差，比较减摇索Ⅱ的张力期望值与减摇索Ⅱ的实际张力值得到第二偏差，比较减摇索Ⅲ的张力期望值与测量减摇索Ⅲ的实际张力值得到第三偏差，将所述第一偏差、第二偏差、第三偏差发送至PLC控制器；所述PLC控制器根据所述第一偏差、第二偏差、第三偏差控制伺服阀，以达到控制液压马达，从而控制减摇索动作，形成恒张力闭环控制。

具体地，根据船用起重机吊盘式机械防摆实验平台，本文提出了恒张力式起重机防摇控制。其主要工作原理为：由空间中三根减摇索形成空间力的三角形，当三根牵引索张紧时，吊钩在空间任意方向的运动都会收到阻碍，从而达到减摇的目的。通过设定三根减摇索的张力值，减摇索上装有张力传感器，实时采集张力数值，通过转换函数，得到实际张力值，两者进行比较，得到张力偏差，将张力偏差传给张力控制器，让张力控制器控制伺服阀的方向与开度，以达到控制液压马达的转向与转速，从而控制减摇索动作，形成恒张力闭环控制，恒张力控制方案控制框图如图1所示。

对起重机系统减摇机构所述减摇索Ⅰ、减摇索Ⅱ、减摇索Ⅲ建立的的张力模型如图5所示，其中D为吊臂与主吊索的交点；S为左边减摇臂与减摇索Ⅱ的交点；N为右边减摇臂与减摇索Ⅲ的交点；F为吊臂前端与减摇索Ⅰ的交点；P为吊钩。吊钩因为自身及吊重的重力、起升主吊索张力与所述减摇索Ⅰ张力、减摇索Ⅱ张力、减摇索Ⅲ张力的共同作用而保持静平衡。

定义减摇索Ⅰ张力为F₁，减摇索Ⅱ张力为F₂、减摇索Ⅲ张力为F₃，减摇索Ⅰ在x₀、y₀、z₀方向的分量为F_2x、F_2y、F_2z，减摇索Ⅱ在x₀、y₀、z₀方向的分量为F_3x、F_3y、F_3z，减摇索Ⅲ在x₀、y₀、z₀方向的分量为F_1x、F_1y、F_1z，主吊索在x₀、y₀、z₀方向的分量为0、0、F_R；其中：

F点在x坐标轴的垂直投影表示为x_F，在z坐标轴的垂直投影表示为z_F；P点在x坐标轴的垂直投影表示为x_P，在z坐标轴的垂直投影表示为z_P；S点在z坐标轴的垂直投影表示为z_S；N点在x坐标轴的垂直投影表示为x_N；m_P为P点重物的质量；L_PF、L_PS、L_PN分别为PF、PS、PN的距离。

静平衡时，主吊索PD处于竖直状态，P、F、D处于x₀oz₀平面，则有F_1y＝0。由于第2、3减摇索在空间位置上具有对称性，因此只要两根减摇索的张力相等，就有F_3y＝-F_2y，就可保证y₀方向的静平衡。因此，只需考虑x₀和z₀方向的静平衡问题。定义所述减摇索Ⅰ张力、减摇索Ⅱ张力、减摇索Ⅲ张力在x₀和z₀方向的分量为：

其中i_1x＝(x_F-x_P)/L_PF，i_1z＝(z_F-z_P)/L_PF，i_2x＝(x_F-x_P)/L_PS，i_2z＝(z_S-z_P)/L_PS，i_3x＝(x_N-x_P)/L_PN，i_3z＝(z_F-z_P)/L_PN，由于N和S的对称性，L_PS＝L_PN。

吊钩在x0和z0方向的静力平衡方程为：

F_1x-F_2x-F_3x＝0 (4)

F_1z-F_2z-F_3z-m_pg+F_R＝0 (5)

由于减摇索Ⅱ、Ⅲ空间位姿的对称性，易知如下关系：

i_2x＝i_3x (7)

i_2z＝i_3z (8)

将式(1)～式(3)和式(6)～式(8)代入式(4)、式(5)，可得：

重新整理(9)、(10)，可知：

本发明还公开了一种船用减摇起重机的位置跟随减摇控制方法，步骤包括：

S21：判断主吊索是否处于竖直状态，若是竖直状态，则可得到减摇索Ⅰ的设定长度、减摇索Ⅱ的设定长度、减摇索Ⅲ的设定长度，否则通过控制收放减摇索将其归中，所述竖直状态根据起重机的初始位姿进行判断。所述初始位姿根据所述起重机监控系统的起重机起升、变幅、回转三个液压马达同轴编码器的初始状态通过数学模型的换算能够得到。

S22：分别测量减摇索Ⅰ的实际长度、减摇索Ⅱ的实际长度以及减摇索Ⅲ的实际长度。所述减摇索Ⅰ的设定长度根据主吊索竖直状态下重物的起升、变幅或回转指令，再依据运动学模型的计算得到；所述减摇索Ⅱ的设定长度根据主吊索竖直状态下重物的起升、变幅或回转指令，再依据运动学模型的计算得到；所述减摇索Ⅲ的设定长度根据主吊索竖直状态下重物的起升、变幅或回转指令，再依据运动学模型的计算得到。

S23：将减摇索Ⅰ的设定长度与减摇索Ⅰ的实际长度进行比较，得到第一偏差；将减摇索Ⅱ的设定长度与减摇索Ⅱ的实际长度进行比较，得到第二偏差；将减摇索Ⅲ的设定长度与测量减摇索Ⅲ的实际长度进行比较，得到第三偏差，将所述第一偏差、第二偏差及第三偏差传给PLC控制；所述PLC控制器根据所述第一偏差、第二偏差及第三偏差控制伺服阀动作，从而控制液压马达，进而控制减摇索动作，使其实际值与设定值达到一致，消除偏差。所述减摇索Ⅰ的实际长度，根据液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算得到；所述减摇索Ⅱ的实际长度，根据液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算得到；所述减摇索Ⅲ的实际长度，根据液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算得到。

位置同步控制方案控制框图如图2所示。首先能够根据起重机的姿态实时监控系统(起重机起升、变幅、回转三个液压马达同轴编码器)的初始状态通过数学模型的换算能够得到起重机的初始位姿，并由主吊索角度传感器传回数值可得到此时主吊索是否处于竖直状态，若不是，则通过控制收放三根减摇索使其归中，若是竖直状态，则可根据重物的起升、变幅或回转指令，根据运动学模型的计算，可得到三根减摇索的各自动作长度，此时得出的长度为设计值；根据起重机三根减摇索液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算，即可得到此时三根减摇索动作的实际值，此时得出的长度为实际值；将实际值与设计值做比较，可得出其偏差，将偏差转换为4-20mA电流，传递给位置同步控制器，根据预先设定的位置控制程序进行调整，通过控制减摇液压马达上游伺服阀的方向与开度，以达到控制液压马达的转向与转速，从而达到控制三根减摇索的动作，使其实际值与设定值达到一致，消除偏差，此为位置同步控制方案。

进一步地，对起重机系统减摇机构所述减摇索Ⅰ、减摇索Ⅱ、减摇索Ⅲ建立的的张力模型如图6所示

其中A为主吊索由水平方向转向竖直方向所用滑轮中心点，B变幅吊索由水平方向转向竖直方向所用滑轮中心点，C上部减摇索由水平方向转向竖直方向所用滑轮中心点，D为吊臂与主吊索的交点E为吊臂与变幅吊索的交点，F为吊臂与上部减摇索的交点，H为吊臂侧部减摇折臂的交点，M为一侧减摇臂弯折关节点，N为一侧减摇臂与减摇索的交点，P为吊钩。吊钩因为自身及吊重的重力、起升主吊索张力与三根减摇索张力的共同作用而保持静平衡。

其中L表示距离，L_OK表示OK两点的距离,L_AK表示AK两点的距离,L_BK表示BK两点的距离,L_CK表示CK两点的距离,L_OD表示OD两点的距离,L_OE表示OE两点的距离,L_OF表示OF两点的距离,L_OH表示OH两点的距离,L_HM表示HM两点的距离。A、B、C三点在O-X₀Y₀Z₀坐标系中的表达与D、E、F、M四点在OX₁Y₁Z₁坐标系中的表达为：

⁰A＝(-L_OK,0,L_AK)

⁰B＝(-L_OK,0,L_BK)

⁰C＝(-L_OK,0,L_CK)

¹D＝(L_OD,0,0)

¹E＝(L_OE,0,0)

¹F＝(L_OF,0,0)

¹M＝(L_OH,-L_HM,0)

β是折叠减摇臂与主吊臂夹角¹N＝(L_OH+L_MN sinβ,–L_HM–L_MN cosβ,0)。OX₀Y₀Z₀与OX₁Y₁Z₁的转换矩阵为：

其中-Φ在标准形式方程中被替换，因为它相对于y轴负方向。

假定点P垂直悬挂于点D下方，与点D的距离为l，则有：

⁰P＝(L_ODcosΦ,0,L_ODsinΦ-l)

将L_AD表达式的两边平方则可得到Φ：

L_AD ²＝L_OD ²+L_OK ²+L_AK ²+2L_ODL_OKcosφ-2L_ODL_AKsinφ

上述公式可表达为：

acosφ+bsinφ＝c

且当

a＝2L_ODL_OK，

b＝-2L_ODL_AK，

c＝L_AD ²-L_OD ²-L_OK ²-L_AK ²

由辅助角公式

因此可得

本发明还公开了一种船用减摇起重机的混合减摇控制方法，步骤包括：

S31：起重机本体机械装置进行作业操作，根据起重机收到的指令选择减摇控制方法，当所述PLC控制器收到回转指令，则采取上述恒张力减摇控制方法；当所述PLC控制器收到了起升或者变幅指令，则采取上述位置跟随减摇控制方法；

S32：所述重机本体机械装置动作停止，根据所述主吊索角度传感器输出信号确定控制优先级，所述主吊索角度传感器测得主吊索此时处于竖直状态，则采取上述恒张力减摇控制方法；若所述主吊索处于偏斜状态，则采取上述位置跟随减摇控制方法。

对于船用起重机而言，若仅仅使用恒张力控制则在起重机作业动作时减摇索对主吊索的收放造成阻碍作用，形成额外的能量浪费，降低起重机的工作效率；若只采用位置跟随控制，则会过度依赖模型的准确性，且不能实时保证三根减摇索一直处于张紧的状态，造成送绳状况的出现，因此适时的采用合适的控制模式对其减摇效果及工作效率有着重要影响。对此，本文提出了一种恒张力控制与位置同步控制相结合的混合控制方式。在起重机进行作业操作时，根据起重机收到指令确定控制优先级，若PLC控制器收到回转指令，则采取恒张力控制；若PLC控制器收到了起升或者变幅指令，则起重机选用位置跟随控制，避免因恒张力控制造成起重机的额外做功，同时能够根据位置跟随控制使三根减摇索随吊重的位置变化而一同动作，避免出现送绳或减摇索张力过大的情况发生。控制框图如图3所示

当起重机动作停止时，根据主吊索角度传感器输出信号确定控制优先级，若主吊索角度传感器测得主吊索此时处于竖直状态，则采用恒张力控制；若主吊索处于偏斜状态，则切换至位置跟随控制，调整三根减摇索的收放动作，使重物重回中位，让主吊索处于竖直状态，以避免由于恒张力控制将吊重拉至偏斜状态后起重机受力不均等情况出现。控制框图如图4所示。

起重机由静止状态转为工作状态时，首先主吊索角度传感器会将此时主吊索与竖直方向上的角度差值反馈给PLC控制器，若偏移角度大于主吊索竖直状态下允许的最大阈值，则控制模式将会转到位置跟随控制，通过调节减摇马达Ⅰ、减摇马达Ⅱ、减摇马达Ⅲ上游的伺服阀的方向与开度，以达到控制液压马达的转向与转速，从而控制减摇索Ⅰ、减摇索Ⅱ、减摇索Ⅲ的收放动作，直至将主吊索调整至竖直状态，而后起重机将投入正常工作；若主吊索初始偏移角度未超过预先设定的最大阈值，则起重机将直接投入正常工作，不会对主吊索倾斜角度进行调整。

当起重机原本就是工作状态时，若此时操作人员对起重机下达起升重物或对起重机吊臂进行变幅指令时，起重机控制方式将转换为位置跟随控制。首先能够根据起重机的姿态实时监控系统(起重机起升、变幅、回转三个液压马达同轴编码器)的初始状态通过数学模型的换算能够得到起重机的此时的实时位姿，根据运动学模型的计算，可得到三根减摇索随起重机起升或变幅操作时各自动作长度，此时得出的长度为设计值；根据起重机三根减摇索液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算，即可得到此时三根减摇索动作的实际值，此时得出的长度为实际值；将实际值与设计值做比较，可得出其偏差，将偏差转换为4-20mA电流，传递给位置同步控制器，根据预先设定的位置控制程序进行调整，通过控制减摇液压马达上游伺服阀的方向与开度，以达到控制液压马达的转向与转速，从而达到控制三根减摇索的动作，使其实际值与设定值达到一致，消除偏差。若PLC控制器收到回转指令，则控制模式将切换为恒张力控制，通过三根减摇索对吊重摇晃形成阻尼力，以达到减摇的目的。

若起重机在作业中暂时停止动作且此时吊重仍然悬挂于空中时，起重机减摇控制将会切换到混合控制模式，若吊重摇晃角度大于预先设定的位置跟随控制触发角度，则将控制转换为位置跟随控制，直至主吊索回归竖直状态；若吊重摇晃角度未达到位置跟随控制触发角度，则采取恒张力控制。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种船用减摇起重机的恒张力减摇控制方法，其特征在于：

S11：通过控制电脑分别设定减摇索Ⅰ的张力期望值、减摇索Ⅱ的张力期望值、减摇索Ⅲ的张力期望值；

S12：分别测量减摇索Ⅰ的实际张力值、减摇索Ⅱ的实际张力值、减摇索Ⅲ的实际张力值；

S13：比较减摇索Ⅰ的张力期望值与减摇索Ⅰ的实际张力值得到第一偏差，比较减摇索Ⅱ的张力期望值与减摇索Ⅱ的实际张力值得到第二偏差，比较减摇索Ⅲ的张力期望值与测量减摇索Ⅲ的实际张力值得到第三偏差，将所述第一偏差、第二偏差、第三偏差发送至PLC控制器；所述PLC控制器根据所述第一偏差、第二偏差、第三偏差控制伺服阀动作，从而控制液压马达，进而控制减摇索动作，形成恒张力闭环控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述减摇索Ⅰ的实际张力值由减摇索张力传感器Ⅰ进行测量，再通过起重机控制模块中的转换函数得到；所述减摇索Ⅱ的实际张力值根据减摇索张力传感器Ⅱ进行测量，再通过起重机控制模块中的转换函数得到；所述测量减摇索Ⅲ的实际张力值根据减摇索张力传感器Ⅲ进行测量，再通过起重机控制模块中的转换函数得到。

3.一种船用减摇起重机的位置跟随减摇控制方法，其特征在于：

S21：判断主吊索是否处于竖直状态，若是竖直状态，则可得到减摇索Ⅰ的设定长度、减摇索Ⅱ的设定长度、减摇索Ⅲ的设定长度，否则通过控制收放减摇索将其归中，所述竖直状态根据起重机的初始位姿进行判断；

S22：分别测量减摇索Ⅰ的实际长度、减摇索Ⅱ的实际长度以及减摇索Ⅲ的实际长度；

S23：将减摇索Ⅰ的设定长度与减摇索Ⅰ的实际长度进行比较，得到第一偏差；将减摇索Ⅱ的设定长度与减摇索Ⅱ的实际长度进行比较，得到第二偏差；将减摇索Ⅲ的设定长度与测量减摇索Ⅲ的实际长度进行比较，得到第三偏差，将所述第一偏差、第二偏差及第三偏差传给PLC控制；所述PLC控制器根据所述第一偏差、第二偏差及第三偏差控制伺服阀动作，从而控制液压马达，进而控制减摇索动作，使其实际值与设定值达到一致，消除偏差。

4.根据权利要求3所述的方法，所述初始位姿根据所述起重机监控系统的起重机起升、变幅、回转三个液压马达同轴编码器的初始状态通过数学模型的换算得到。

5.根据权利要求3所述的方法，所述减摇索Ⅰ的设定长度根据主吊索竖直状态下重物的起升、变幅或回转指令，再依据运动学模型的计算得到；所述减摇索Ⅱ的设定长度根据主吊索竖直状态下重物的起升、变幅或回转指令，再依据运动学模型的计算得到；所述减摇索Ⅲ的设定长度根据主吊索竖直状态下重物的起升、变幅或回转指令，再依据运动学模型的计算得到。

6.根据权利要求3所述的方法，所述减摇索Ⅰ的实际长度，根据液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算得到；所述减摇索Ⅱ的实际长度，根据液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算得到；所述减摇索Ⅲ的实际长度，根据液压马达上安装的同轴编码器的实时动作数值通过数学计算得到。

7.一种船用减摇起重机的混合减摇控制方法，其特征在于：

S31：起重机本体机械装置进行作业操作，根据起重机收到的指令选择减摇控制方法，当所述PLC控制器收到回转指令，则采取权利要求1所述恒张力减摇控制方法；当所述PLC控制器收到了起升或者变幅指令，则权利要求3采取位置跟随减摇控制方法；

S32：所述重机本体机械装置动作停止，根据所述主吊索角度传感器输出信号确定控制优先级，所述主吊索角度传感器测得主吊索此时处于竖直状态，则采取权利要求1所述恒张力减摇控制方法；若所述主吊索处于偏斜状态，则采取权利要求3所述位置跟随减摇控制方法。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

9.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。