CN109274302B - 采用逆模型及pid双重补偿的起重机变幅调速系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统及方法，系统包括动态逆模型模块、PID调节模块和输入输出模块；动态逆模型模块是对变幅机构的变幅速度输出方程的反向运用：系统根据实时监测到的变频变幅电机的绝对转角和变幅操纵手柄的位置所对应的期望的变幅速度确定期望的变频变幅电机转速值；PID调节模块，用于把经过所述动态逆模型模块补偿后求出的期望的电机转速与实际转速之差进行PID补偿后向变频变幅电机发出控制指令；输入输出模块，用于定义系统的输入输出信号，包括3个输入信号和一个输出控制信号。本发明保证在组合臂架式门座起重机的整个变幅过程中直接按照司机的意愿通过变幅速度调节手柄对变幅速度进行均匀地调节。

Description

采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统及方法

技术领域

本发明属于起重机电力拖动技术领域，涉及一种起重机变幅调速系统及方法，尤其涉及一种采用逆模型及PID双重补偿的组合臂架式门座起重机变幅调速系统及方法。

背景技术

起重机因其可以在一定范围内垂直提升和水平搬运重物而成为现代化生产必不可少的重要机械设备。在各种不同类型的起重机中，门座起重机具有广泛的优越性，例如，它高速灵活，安全可靠，适应面广，装卸能力强，装卸效率高等。目前，大部分门座起重机采用四连杆组合臂架式变幅机构来实现臂架俯仰从而改变工作幅度。为保证良好的变幅性能，变幅机构一般采用变频变幅电机拖动，且电机转速设置有多个调速档，由主令开关通过基于PLC的电气系统进行调节。但是，由于受制于变幅机构的运动传递关系的限制，变幅电机转速与臂架端部的水平速度即变幅速度之间的关系并非是一个固定的线性关系，变幅速度并不能完全按照司机的意愿根据主令开关预设的档位的增减而近似线性地增大或减小。主令开关控制的是变幅电机的转速，变幅速度只是通过改变电机转速间接改变的。保持变幅电机转速不变，变幅速度在变幅过程中的波动范围很大。即使主令开关设置的变幅速度档位不变，变幅电机的转速维持匀速，变幅速度在变幅过程中也不能维持匀速。

中国发明专利申请CN105329788A公开了一种臂架式起重机匀速变幅控制方法，但该方法的控制机理比较隐晦，解决方案也因为应用控制原理不充分而在实现方式和调速性能上存在诸多不足，例如选择臂架角度传感器作为控制器的输入并非最优，用一元高阶多项式拟合的臂架变幅系统的函数形式复杂，过程繁琐，变幅电机的跟踪性能也有待优化提高等。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种采用逆模型及PID双重补偿的组合臂架式门座起重机变幅调速系统及方法，可以保证在组合臂架式门座起重机的整个变幅过程中直接按照司机的意愿通过变幅速度调节手柄对变幅速度进行均匀地调节。

本发明的系统所采用的技术方案是：一种采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统，其特征在于：包括动态逆模型模块、PID调节模块和输入输出模块；

所述动态逆模型模块是对变幅机构的变幅速度输出方程的反向运用：根据实时监测到的变频变幅电机的绝对转角和变幅操纵手柄的位置所对应的期望的变幅速度确定期望的变频变幅电机转速值，即对普通的期望的电机转速信号根据逆模型进行补偿和修正，经过补偿和修正后，保证最终输出的变幅速度跟随操纵手柄按固定的比例关系变化，当操纵手柄固定在某一位置时，维持匀速变幅；

所述PID调节模块，用于把经过所述动态逆模型模块补偿后求出的期望的电机转速与实际转速之差进行PID补偿后向变频变幅电机发出控制指令；

所述输入输出模块，用于定义系统的输入输出信号，包括3个输入信号和一个输出控制信号；

所述3个输入信号，其一来自于变幅操纵手柄，是提供有限变速档位的主令开关，或是产生连续变化的数值信号的无级调速手柄；另外2个信号来自于安装在变频变幅电机上的编码器，分别是变幅电机的实时绝对转角信号和实时转速信号；

所述输出信号是从所述起重机变幅调速系统输出到变频变幅电机，驱动变频变幅电机按照能提供最优的变幅调速性能所要求的方式运行。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：离线开发调速控制方法；

具体实现包括以下子步骤：

步骤1.1：建立变幅机构的输出方程的数学模型；

V_h＝i(θ)·n (1)

所述变幅机构是一个非线性的变速器，V_h为变幅速度，θ为变频变幅电机绝对转角，n为变频变幅电机转速，i(θ)为把变幅机构视为一个非线性变速器的变速比；

动态逆模型是对式(1)的逆运用，即根据实时测得的θ值和由变幅操纵手柄决定的期望的变幅速度V_h0反推期望的变频变幅电机转速n₀，如下式所示：

n₀＝V_h0/i(θ) (2)

在θ的取值范围内均匀地取N个点，计算出相应的i(θ)的值，形成两个数列θ(N)和i(N)，然后用线性插值的方法按下式根据实时的θ值求出i(θ)的值：

动态逆模型模块，先根据实时θ计算实时i(θ)，然后用逆模型求出变频变幅电机的给定值n₀；

步骤1.2：完成通用VB编程，并使用该程序根据特定机型的给定参数进行数值计算，在θ的许可范围内均匀分点取样，取样数为M个，形成M对(θ，i(θ))。

步骤1.3：将M对(θ，i(θ))按表格形式存入PLC存储器中；

步骤1.4：计算PID控制器的三个参数K_p、K_i、K_d最优值；

步骤1.5：用K_p、K_i、K_d值的计算结果对PLC进行PID调节设置；

步骤2：实时变幅调速；

具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：读入操变幅纵手柄设定值，对应于期望的变幅速度V_h0；

步骤2.2：读入变频变幅电机实时转角θ，等同于通知系统当前的变幅幅度或臂架转角；

步骤2.3：计算变频变幅电机转速给定值，利用逆模型的补偿作用，把期望的变频变幅电机转速修正为可以让输出的变幅速度接近于变幅操纵手柄对应的期望的变幅幅度；

步骤2.4：读入变频变幅电机实时转速；

步骤2.5：计算偏差e(t)；

步骤2.6：PID控制器根据偏差e(t)产生控制作用U*，从而对变频器和变频变幅电机施加控制作用，完成控制目标。

本发明的有益效果是：

1.本发明中的组合臂架式门座起重机变幅调速控制系统及方法采用了逆模型+PID的双重补偿，理论依据充分，技术路线简洁清晰，易于理解，易于在工程应用中实现，控制器的设计和开发过程易于跟踪，有助于减少设计错漏和快速完成系统调试排错。

2.本发明对常规的变幅调速系统进行逆模型+PID的双重补偿，其中逆模型补偿属于串联补偿，使输入信号从对应期望的变幅电机转速补偿到对应期望的输出变幅速度，而PID补偿属于反馈补偿，是为了提高变频电机对由逆模型决定的期望的电机转速进行跟踪的控制精度，因此本发明提供的调速控制系统和方法具有最优的调速性能。

3.与现有的控制方案相比，本发明的逆模型的输入变量为变幅电机的绝对转角，直接从电机附带的编码器中获得，无需采用臂架角度传感器，不仅成本降低，而且减少了繁复的接线、安装和使用维护工作。

4.本发明中的逆模型，由于功能明确，逻辑清晰，因此易于推导，易于编程计算，同时采用了数值化采样取点后进行线性插值的计算方式，因此非常容易在PLC中实现。

5.本发明采用逆模型+PID双重补偿的起重机变幅调速控制系统与方法在控制系统的整个设计周期中,其设计具有很大的灵活性以适应各种组合臂架式门座起重机的模型的变化，具有广泛的适应性。

附图说明

图1为本发明实施例中变幅速度(吊点水平速度)随幅度的变化曲线示意图；

图2为本发明实施例中开环的变频变幅调速模式示意图；

图3为本发明实施例中非线性传动比求解示意图，其中图(b)是图(a)中区域I的放大图；

图4为本发明实施例中采用逆模型+PID双重补偿的半闭环变幅调速控制系统示意图；

图5为本发明实施例中采用逆模型+PID双重补偿的变幅调速PLC控制系统示意图；

图6为本发明实施例中采用逆模型+PID双重补偿的调速控制方法的离线开发内容与步骤流程图；

图7为本发明实施例中采用逆模型+PID双重补偿的调速控制方法的实时过程流程图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的采用逆模型+PID双重补偿的变幅调速控制系统是在普通的变频调速系统按照使调速性能理想化的方向进行优化而得到的。理想的组合臂架式门座起重机变幅调速系统当然希望在变幅过程中变幅操纵手柄维持恒定时，变幅速度也要维持不变，但是在现有的变幅调速系统中，变幅操纵手柄维持恒定只能保证变幅电机的转速维持恒定，而变幅速度会随着幅度的不同而不同，一般情况下，它们的关系如图1所示：变幅机构在由最大幅度到最小幅度的变幅过程中，变幅速度(即图中的吊重水平速度)在不断地变化，大致趋势是会越来越大，最大变幅速度可能达到最小变幅速度的2倍以上。由此可见，如果不考虑变幅幅度的因素，单靠调节变幅电机的转速来调节变幅速度是达不到目的的。

现有的变幅调速系统如图2所示，是一个完全开环的调速模式，只有借助司机对于图1所示的变幅速度与幅度的一般规律的掌握，在小幅度时采用低速档，在大幅度时采用高速档，以维持变幅速度在整个变幅范围内的相对稳定，如此就要求司机的操作水平非常高，而频繁地换挡也会对整机造成冲击，大大降低起重机的使用性能和效率。

本发明通过分析由变频变幅电机和臂架系统组成机电系统中作为被控对象的电机的状态变量(电机转速n及电机的绝对转角θ)、系统的输出即变幅速度V_h及系统中一些中间变量(包括臂架转角

变幅幅度R等)之间的函数关系，运用非线性系统最优控制理论，将该系统的设计问题转化为一个最优控制器的求解问题。

本发明提供了一种采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统，包括动态逆模型模块、PID调节模块和输入输出模块；

本实施例的动态逆模型模块封装了系统的输出方程。由于系统的输出方程是描述如何根据系统的变幅电机的转速和绝对转角求解系统的变幅速度的方程，因此该逆模型可以根据系统的变幅速度和变幅电机的绝对转角反推变频变幅电机的转速。运用该模块，系统根据实时监测到的变频变幅电机的绝对转角和变幅操纵手柄的位置所对应的期望的变幅速度确定期望的变频变幅电机转速值。由于常规的变幅调速系统的操纵手柄直接决定期望的变频变幅电机转速，因此该模块相当于对普通的期望的变频变幅电机转速信号根据逆模型进行补偿和修正，经过补偿和修正后，可以保证最终输出的变幅速度可以跟随操纵手柄按固定的比例关系变化，当操纵手柄固定在某一位置时，可以维持匀速变幅。

本实施例的PID调节模块，把经过逆模型补偿后求出的期望的变频变幅电机转速与实际转速之差进行PID补偿后向变频变幅电机发出控制指令。它采用PLC中的标准的PID模块并用离线计算好的参数K_p、K_i、K_d进行配置。PID补偿可以保证变频电机以更高的精度和良好的鲁棒性对实时计算的期望的电机转速进行跟踪。其中参数K_p、K_i、K_d借助MATLAB工具采用粒子群算法进行离线计算。

本实施例的输入输出模块用于定义系统的输入输出信号，包括3个输入信号和一个输出控制信号。输出信号是从系统输出到变频变幅电机，驱动变频变幅电机按照可以提供最优的变幅调速性能所要求的方式运行。

其中，3个输入信号之一来自于变幅操纵手柄，它可以是提供有限变速档位的主令开关，也可以是可以产生连续变化的数值信号的无级调速手柄。当主令开关固定在一个档位或无级调速手柄保持某一数值不变时，系统向变频器输出频率需要连续改变的控制信号U^*，变频变幅电机转速随着幅度的改变连续改变，但变幅速度维持匀速不变；当无级调速手柄发出变幅速度连续改变的指令时，在系统的控制作用下，变幅速度按固定比例线性地改变，提供最优越的变幅性能。

3个输入信号中的另外2个信号全部来自于安装在变频变幅电机上的编码器(码盘)，分别是变频变幅电机的实时绝对转角和实时转速信号。实时绝对转角信号相当于让系统知道当前变幅幅度或臂架转角，它与操纵手柄产生的输入信号一起通知PLC用户程序中的逆模型模块计算期望的变频变幅电机转速。由于变频变幅电机自身带有码盘，因此区别于现有的中国发明专利申请CN105329788A中的控制方法，本发明无需安装可能会大大增加系统综合成本的测量臂架转角的角度传感器。实时转速信号用于产生实际变频变幅电机转速与期望的变频变幅电机转速的差值经PID调节后产生输出控制信号。

本发明通过分析由变频变幅电机和臂架系统组成机电系统中作为被控对象的变频变幅电机的状态变量(电机转速n及电机的绝对转角θ)、系统的输出即变幅速度V_h及系统中一些中间变量(包括臂架转角

变幅幅度R等)之间的函数关系，运用非线性系统最优控制理论，将该系统的设计问题转化为一个最优控制器的求解问题。

根据非线性系统控制理论，图1所示的系统的状态方程和输出方程为

式中x为系统的状态矢量，u为系统的输入，y为系统的输出。

其中状态方程是针对变频变幅电机的，输出方程是针对变幅机构的。选择系统的状态变量为

其中θ为电机的绝对转角，

其中θ为电机的绝对转角，

为电机转速，系统的输出为y＝V_h，V_h为变幅速度。

由此，系统的非线性部分只表现在输出部分，而系统的状态方程可以近似地认为是线性的，可以采用小扰动线性化的方法对转速n进行调节，即如果u＝n₀，则可以保证系统的状态近似为n＝n₀。

由变幅机构决定的系统的输出方程可以进一步建立如下形式的精确的数学模型

V_h＝i(θ)·n (2)

该方程表明，变幅机构可以看成是一个非线性的变速器；式中V_h为变幅速度，θ为变频变幅电机绝对转角，n为变频变幅电机转速，i(θ)为把变幅机构视为一个非线性变速器的变速比。由于变幅机构只有一个自由度，θ也可以用变幅机构的其他几何量度量，如司机可以直观感受到的变幅幅度R、可以由角度传感器测量的臂架转角

等。上式表明在不同的幅度下，变频变幅电机转速恒定时，变幅速度也不一定恒定。

i(θ)的表达式取决于起重机变幅机构的结构设计尺寸，其求解过程非常复杂，推导过程不难从公开文献中查到。

动态逆模型是对式(2)的逆运用，即根据实时测得的θ值和由操纵手柄决定的期望的变幅速度V_h0反推期望的变频变幅电机转速n₀，如下式所示：

n₀＝V_h0/i(θ) (3)

由于i(θ)的求解过程非常复杂，需要进行专门的浮点运算编程，不适合于在PLC中实时编程运算，故在本发明的实施例中，采用离线数值化简化的方法计算。首先对推导过程进行VB编程，在θ的取值范围内均匀地取N个点，计算出相应的i的值，形成两个数列θ(N)和i(N)，用表格的形式存在PLC内存中，然后用线性插值的方法按下式根据实时的θ值求出相应的i(θ)的值并如图3所示：

式(3)表明系统的非线性部分是可逆的，即既可以已知状态(θ，n)求V_h，也可以通过(V_h，θ)反求动态逆n。根据非线性控制系统理论，对于图2所示的非线性系统，若要让输入的控制信号直接调节系统输出的变幅速度，可以采用逆系统的方法，在原系统的左部串联系统的逆，对输入的控制信号进行补偿，使之从对应期望的变频变幅电机的转速补偿到对应期望的输出变幅速度，将原系统改造成一个伪线性系统，按照小扰动的线性化方法进行闭环处理。但是由于变幅速度无法测量，因此只能对其中的状态控制部分进行反馈控制，形成一个半闭环的控制系统，同时为提高控制精度，采用工程上易于实现的PID调节让变频变幅电机的输出转速更好地跟踪由动态逆控制律决定的期望的转速，这样就形成一个如图4所示的本发明提供的采用逆模型及PID双重补偿的半闭环变幅调速控制系统。

图4中的动态逆模型输出的期望的变频变幅电机转速n₀可由式(2)的逆求出，

n₀＝V_h0/i(θ) ；

而经过PID补偿的变频变幅电机的输出转速近似有n＝n₀，因此系统的变幅速度输出：

可见本发明提供的如图4所示的控制系统达到了根据操纵手柄直接控制变幅速度的目的。

请参照图5，图5为本发明提供的用PLC实现的采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速控制系统结构框图。所述的控制系统包括3个输入信号，经过依据上述控制原理编制的PLC用户程序处理，产生一个输出控制信号给与变频变幅电机配套的变频器。

本实施例的PLC用户程序包括两个模块，分别是逆模型模块和PID控制器模块。逆模型模块，先按式(3)根据实时θ计算实时i(θ)，然后按式(4)求出给定值n₀。所述的PID控制器模块根据偏差e＝n₀-n按PID控制逻辑求解出输出信号U^*。PID控制器的三个参数K_p、K_i、K_d先离线计算好输入到PLC。优选地，本实施例中的PID控制器的参数采用粒子群算法计算。

本实施例的PLC输出信号U^*用于控制变频器，进而控制变频变幅电机，使其状态的改变能保证变幅速度与操纵手柄的设定值一致。

本实施例采用逆模型及PID双重补偿的组合臂架式门座起重机变幅调速系统在实施例中用PLC进行实现。

请见图6和图7，本实施例提供的一种采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速方法，包括以下步骤：

步骤1：离线开发调速控制方法；

具体实现包括以下子步骤：

步骤1.1：通过起重机变幅机构运动学分析，建立变幅机构的输出方程的精确的数学模型：

V_h＝i(θ)·n；

式中V_h为变幅速度，θ为变频变幅电机绝对转角，n为变频变幅电机转速，i(θ)为把变幅机构视为一个非线性变速器的变速比；

动态逆模型是对上式的逆运用，即根据实时测得的θ值和由变幅操纵手柄决定的期望的变幅速度V_h0反推期望的变频变幅电机转速n₀，如下式所示：

n₀＝V_h0/i(θ)；

在θ的取值范围内均匀地取N个点，计算出相应的i(θ)的值，形成两个数列θ(N)和i(N)，然后用线性插值的方法按下式根据实时的θ值求出i(θ)的值：

动态逆模型模块，先根据实时θ计算实时i(θ)，然后用逆模型求出变频变幅电机的给定值n₀；

步骤1.2：完成通用VB编程，并使用该程序根据特定机型的给定参数进行数值计算，在θ的许可范围内均匀分点取样，取样数为M个，形成M对(θ，i(θ))。

如图3所示，本实施例取样数为200个。

步骤1.3：将200对(θ，i(θ))按表格形式存入PLC存储器中；

步骤1.4：采用粒子群算法计算PID控制器的三个参数K_p、K_i、K_d最优值；

步骤1.5：用K_p、K_i、K_d值的计算结果对PLC进行PID调节设置；

步骤2：实时变幅调速；

具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：读入变幅操纵手柄设定值，对应于期望的变幅速度V_h0；

步骤2.2：读入变频变幅电机实时转角θ，等同于通知系统当前的变幅幅度或臂架转角；

步骤2.3：计算变频变幅电机转速给定值，利用逆模型的补偿作用，把期望的变频变幅电机转速修正为可以让输出的变幅速度接近于变幅操纵手柄对应的期望的变幅幅度；

步骤2.4：读入变频变幅电机实时转速；

步骤2.5：计算偏差e(t)；

步骤2.6：PID控制器根据偏差e(t)产生控制作用U*，从而对变频器和变频变幅电机施加控制作用，完成控制目标。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统，其特征在于：包括动态逆模型模块、PID调节模块和输入输出模块；

所述动态逆模型模块是对变幅机构的变幅速度输出方程的反向运用：根据实时监测到的变频变幅电机的绝对转角和变幅操纵手柄的位置所对应的期望的变幅速度确定期望的变频变幅电机转速值，即对普通的期望的电机转速信号根据逆模型进行补偿和修正，经过补偿和修正后，保证最终输出的变幅速度跟随操纵手柄按固定的比例关系变化，当操纵手柄固定在某一位置时，维持匀速变幅；

所述PID调节模块，用于把经过所述动态逆模型模块补偿后求出的期望的电机转速与实际转速之差进行PID补偿后向变频变幅电机发出控制指令；

所述输入输出模块，用于定义系统的输入输出信号，包括3个输入信号和一个输出控制信号；

所述3个输入信号，其一来自于变幅操纵手柄，是提供有限变速档位的主令开关，或是产生连续变化的数值信号的无级调速手柄；另外2个信号来自于安装在变频变幅电机上的编码器，分别是变幅电机的实时绝对转角信号和实时转速信号；

所述输出信号是从所述起重机变幅调速系统输出到变频变幅电机，驱动变频变幅电机按照能提供最优的变幅调速性能所要求的方式运行；

其中采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统来实现下述方法，实现包括以下步骤：

步骤1：离线开发调速控制方法；

具体实现包括以下子步骤：

步骤1.1：建立变幅机构的输出方程的数学模型；

V_h＝i(θ)·n (1)

所述变幅机构是一个非线性的变速器，V_h为变幅速度，θ为变频变幅电机绝对转角，n为变频变幅电机转速，i(θ)为把变幅机构视为一个非线性变速器的变速比；

动态逆模型是对式(1)的逆运用，即根据实时测得的θ值和由变幅操纵手柄决定的期望的变幅速度V_h0反推期望的变频变幅电机转速n₀，如下式所示：

n₀＝V_h0/i(θ) (2)

在θ的取值范围内均匀地取N个点，计算出相应的i(θ)的值，形成两个数列θ(N)和i(N)，然后用线性插值的方法按下式根据实时的θ值求出i(θ)的值：

动态逆模型模块，先根据实时θ计算实时i(θ)，然后用逆模型求出变频变幅电机的给定值n₀；

步骤1.2：完成通用VB编程，并使用该程序根据特定机型的给定参数进行数值计算，在θ的许可范围内均匀分点取样，取样数为M个，形成M对(θ，i(θ))；

步骤1.3：将M对(θ，i(θ))按表格形式存入PLC存储器中；

步骤1.4：计算PID控制器的三个参数K_p、K_i、K_d最优值；

步骤1.5：用K_p、K_i、K_d值的计算结果对PLC进行PID调节设置；

步骤2：实时变幅调速；

具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：读入变幅操纵手柄设定值，对应于期望的变幅速度V_h0；

步骤2.2：读入变频变幅电机实时转角θ，等同于通知系统当前的变幅幅度或臂架转角；

步骤2.3：计算变频变幅电机转速给定值，利用逆模型的补偿作用，把期望的变频变幅电机转速修正为可以让输出的变幅速度接近于变幅操纵手柄对应的期望的变幅幅度；

步骤2.4：读入变频变幅电机实时转速；

步骤2.5：计算偏差e(t)；

步骤2.6：PID控制器根据偏差e(t)产生控制作用U*，从而对变频器和变频变幅电机施加控制作用，完成控制目标。

2.根据权利要求1所述的采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统，其特征在于：所述PID调节模块，采用PLC中的标准的PID模块并用离线计算好的参数K_p、K_i、K_d进行配置；所述参数K_p、K_i、K_d借助MATLAB工具采用粒子群算法进行离线计算。

3.根据权利要求1所述的采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统，其特征在于：所述实时绝对转角信号，用于让系统知道当前变幅幅度或臂架转角，与变幅操纵手柄产生的输入信号一起通知动态逆模型模块计算期望的变频变幅电机转速。

4.根据权利要求1所述的采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统，其特征在于：所述实时转速信号，用于产生实际变频变幅电机转速与期望的变频变幅电机转速的差值经PID调节后产生输出控制信号。

5.根据权利要求1所述的采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统，其特征在于：步骤1.4中，采用粒子群算法计算PID控制器的三个参数K_p、K_i、K_d最优值。

6.根据权利要求1所述的采用逆模型及PID双重补偿的起重机变幅调速系统，其特征在于：步骤2.6中，根据偏差e(t)＝n₀-n按PID控制逻辑求解出输出信号U^*。

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