CN109399464A - 龙门式起重机大车姿态控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种龙门式起重机大车姿态控制方法及装置，涉及智能控制的技术领域，包括分别通过RFID天线读取大车左侧磁钉的位置和大车右侧磁钉的位置；根据第一偏移量和大车左侧磁钉位置计算大车左侧的中心点坐标；根据第二偏移量和大车右侧磁钉位置计算大车右侧的中心点坐标；根据大车左侧的中心点坐标和大车右侧的中心点坐标计算大车左侧和大车右侧在轨道方向的偏移值，并计算大车左侧在垂直所述轨道方向的平移值；根据偏移值、平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度；根据纠偏速度调整大车右侧的速度以使大车回正。本发明通过RFID天线对大车双边进行精确定位，计算纠偏速度，实现对大车位置更准确高效的纠偏。

Description

龙门式起重机大车姿态控制方法及装置

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，尤其是涉及一种龙门式起重机大车姿态控制方法及装置。

背景技术

目前，随着机械制造业的不断发展，龙门式起重机的应用场合增多，对安全性的要求也不断提高。RTG(Rubber Tyre Gantry，橡胶轮胎门式起重机)可以用于堆场的集装箱转运，由于采用轮胎式大车机构，可以非常灵活的转场，大大提高了RTG的使用效率。然而由于没有固定的轨道，当大车两边重量不均衡、或者胎压不平衡、或者车道路面不平时，非常容易造成大车运行过程中偏离轨道，影响作业效率，甚至造成事故。由于上述原因，大车自动纠偏技术一直是RTG大车机构的核心技术。目前，现有的自动纠偏和定位方案包括：GPS差分放大纠偏和定位、地面划线和图像识别纠偏和定位和光电测距纠偏等，现有的方案多以大车姿态检测为主，对于纠偏的精度不足尚未提出更好的方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种龙门式起重机大车姿态控制方法及装置，基于RFID原理对起重机双边进行精确定位及纠偏，纠偏系统响应速度快，精度高。

第一方面，本发明实施例提供了一种龙门式起重机大车姿态控制方法，该方法包括：分别通过RFID天线读取大车左侧磁钉的位置和大车右侧磁钉的位置；大车左侧磁钉和大车右侧磁钉分别依次间隔设置在大车左侧轨道中心线和大车右侧轨道中心线；大车左侧轨道中心线与大车右侧轨道中心线平行；获取大车左侧相对于大车左侧磁钉位置的第一偏移量，并根据第一偏移量和大车左侧磁钉位置计算大车左侧的中心点坐标；获取大车右侧相对于大车右侧磁钉位置的第二偏移量，并根据第二偏移量和大车右侧磁钉位置计算大车右侧的中心点坐标；根据大车左侧的中心点坐标和大车右侧的中心点坐标计算大车左侧和大车右侧在轨道方向的偏移值，并计算大车左侧在垂直所述轨道方向的平移值；根据偏移值、平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度；第一系数和第二系数根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标确定；根据纠偏速度调整大车右侧的速度以使大车回正。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，根据大车左侧的中心点坐标和大车右侧的中心点坐标计算大车左侧和大车右侧在轨道方向的偏移值，并计算大车左侧在垂直轨道方向的平移值的步骤，包括：获取大车左侧的中心点坐标在轨道方向的第一坐标值及在垂直轨道方向的第二坐标值；获取大车右侧的中心点坐标在轨道方向的第三坐标值；将第一坐标值与第三坐标值的差值作为偏移值；将第二坐标值作为平移值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据偏移值、平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度的步骤，包括：获取目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标；根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；根据以下公式计算纠偏速度：ΔV＝K1*ΔX±K2*ΔY，其中，ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，ΔY为偏移值，K1为第一系数，K2为第二系数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据所述纠偏速度调整所述大车右侧的速度以使大车回正的步骤，包括：当平移值或偏移值超过预设阈值时，根据以下公式调整大车右侧的速度，直至平移值或偏移值不超过预设阈值：Vdg＝Vem±ΔV，其中Vdg为大车右侧的速度，Vem为大车左侧的速度，ΔV为纠偏速度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据偏移值、平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度的步骤，包括：获取目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标；根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；根据偏移值和大车的主梁长度按照以下公式计算偏移角度；β＝arsin(ΔY/L)其中，β为偏移角度，ΔY为偏移值，L为大车的主梁长度；根据以下公式计算纠偏速度：ΔV＝K1*ΔX±K2*β，其中ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，β为偏移角度，K1为第一系数，K2为第二系数。

第二方面，本发明实施例还提供一种龙门式起重机大车姿态控制装置，该包括：位置模块，用于分别通过RFID天线读取大车左侧磁钉的位置和大车右侧磁钉的位置；大车左侧磁钉和大车右侧磁钉分别依次间隔设置在大车左侧轨道中心线和大车右侧轨道中心线；大车左侧轨道中心线与大车右侧轨道中心线平行；左侧坐标计算模块，用于获取大车左侧相对于大车左侧磁钉位置的第一偏移量，并根据第一偏移量和大车左侧磁钉位置计算大车左侧的中心点坐标；右侧坐标计算模块，用于获取大车右侧相对于大车右侧磁钉位置的第二偏移量，并根据第二偏移量和大车右侧磁钉位置计算大车右侧的中心点坐标；差值模块，用于根据大车左侧的中心点坐标和大车右侧的中心点坐标计算大车左侧和大车右侧在轨道方向的偏移值，并计算大车左侧在垂直轨道方向的平移值；纠偏模块，用于根据偏移值、平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度；第一系数和第二系数根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标确定；调整模块，用于根据纠偏速度调整大车右侧的速度以使大车回正。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，差值模块，还用于：获取大车左侧的中心点坐标在轨道方向的第一坐标值及在垂直轨道方向的第二坐标值；获取大车右侧的中心点坐标在轨道方向的第三坐标值；将第一坐标值与第三坐标值的差值作为偏移值；将第二坐标值作为平移值。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，纠偏模块，还用于：获取目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标；根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；根据以下公式计算纠偏速度：ΔV＝K1*ΔX±K2*ΔY，其中ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，ΔY为偏移值，K1为第一系数，K2为第二系数。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，调整模块，还用于：当平移值或偏移值超过预设阈值时，根据以下公式调整大车右侧的速度，直至平移值或偏移值不超过预设阈值：Vdg＝Vem±ΔV，其中Vdg为大车右侧的速度，Vem为大车左侧的速度，ΔV为纠偏速度。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，纠偏模块，还用于：获取目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标；根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；根据偏移值和大车的主梁长度按照以下公式计算偏移角度；β＝arsin(ΔY/L)，其中β为偏移角度，ΔY为偏移值，L为大车的主梁长度；根据以下公式计算纠偏速度：ΔV＝K1*ΔX±K2*β，其中ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，β为偏移角度，K1为第一系数，K2为第二系数。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种龙门式起重机大车姿态控制方法及装置，通过RFID天线分别读取大车左侧磁钉的位置和大车右侧磁钉的位置，并获取大车左侧相对于所述大车左侧磁钉位置的第一偏移量及大车右侧相对于所述大车右侧磁钉位置的第二偏移量，从而计算大车左侧的中心点坐标和大车右侧的中心点坐标，继而计算得到平移值和偏移值，根据平移值、偏移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度，以大车左侧的速度为基础，根据纠偏速度调整大车右侧的速度以使大车回正。本发明实施例通过RFID天线对大车双边进行精确定位，计算纠偏速度，实现对大车位置更准确高效的纠偏。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法流程图；

图2为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法RFID天线在轨道所在平面的投影示意图；

图3为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法左侧轨道和右侧轨道的俯视示意图；

图4为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法对大车速度控制过程原理示意图；

图5为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法偏移角度计算原理示意图；

图6为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法的一种大车姿态分析示意图；

图7为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法的另一种大车姿态分析示意图；

图8为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法工作原理示意图；

图9为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制装置结构示意框图；

图10为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法的大车姿态示意图；

图11为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法的第一种可能的大车姿态示意图；

图12为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法的第二种可能的大车姿态示意图；

图13为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法的第三种可能的大车姿态示意图；

图14为本发明实施例提供的龙门式起重机大车姿态控制方法的第四种可能的大车姿态示意图。

图标：

91-位置模块；92-左侧坐标计算模块；93-右侧坐标计算模块；94-差值模块；95-纠偏模块；96-调整模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

RTG起重机的两侧大车行走同步是影响安全性能的一个重要因素，如果不加以控制，造成两侧支腿偏差过大，继而造成龙门吊扭曲，轻则发生大车跑偏现象，重则引发安全事故，造成经济损失和人身伤亡。RTG的大车自动纠偏技术一般由两部分组成，一是大车姿态检测，二是纠偏算法。目前市面上主流的纠偏方案都以大车姿态检测为主，例如GPS差分纠偏、地面划线图形识别纠偏、激光测距纠偏等，对于纠偏算法却鲜有论述。

目前现有的RTG自动纠偏和定位技术方案如下：1、GPS差分放大纠偏和定位：需要在堆场建立GPS基站，并在RTG上安装移动站，系统成本高且易受大电台干扰影响系统稳定性；2、地面划线和图像识别纠偏和定位：在RTG运行线路上画标准线，用摄像机识别图像作为纠偏和定位依据，但易受外部环境干扰；3、光电测距纠偏：该方案通过在RTG单侧大车横梁两端安装激光测距仪，通过测量与参考板之间的距离偏差计算纠偏量，缺点是只能检测大车单边的姿态，难以实现RTG精确纠偏。

基于此，本发明实施例提供的一种龙门式起重机大车姿态控制方法及装置，具有响应快速，控制精度高的优点。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种龙门式起重机大车姿态控制方法进行详细介绍。

实施例1

本发明实施例1提供了一种龙门式起重机大车姿态控制方法，参见图1所示的龙门式起重机大车姿态控制方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S102，分别通过RFID天线读取大车左侧磁钉的位置和大车右侧磁钉的位置；大车左侧磁钉和大车右侧磁钉分别依次间隔设置在大车左侧轨道中心线和大车右侧轨道中心线；大车左侧轨道中心线与大车右侧轨道中心线平行。

橡胶轮胎门式起重机(Rubber Tyre Gantry，RTG)包括电气房侧和动力房侧，可以以电气房侧为左侧，动力房侧为右侧，也可以动力房侧为左侧，电气房侧为右侧。磁钉中存储有绝对位置信息，分别依次间隔设置在大车左侧轨道中心线和大车右侧轨道中心线。RFID天线与RFID定位系统通信连接，用于获得定位信息。RFID可以分别设置在大车横梁下方左侧和右侧。当RFID天线经过磁钉上方时，可以读取该磁钉存储的绝对位置信息。绝对位置信息可以以轨道方向为横轴，以垂直轨道方向为纵轴，以轨道起点为原点确定。参见图3所示的左侧轨道和右侧轨道的俯视示意图，正常情况下，大车左侧和大车右侧的轮胎沿轨道方向运动。

步骤S104，获取大车左侧相对于大车左侧磁钉位置的第一偏移量，并根据第一偏移量和大车左侧磁钉位置计算大车左侧的中心点坐标。

参见图2所示的RFID天线在轨道所在平面的投影示意图，将RFID天线在轨道所在平面的投影中心作为大车左侧的中心点。当大车左侧磁钉位置为(X0，Y0)，通过RFID系统的RFID天线可以得到大车左侧相对于大车左侧磁钉位置的第一偏移量(X,Y)，则大车左侧的中心点坐标(X1，Y1)为(X0+X,Y0+Y)。

步骤S106，获取大车右侧相对于大车右侧磁钉位置的第二偏移量，并根据第二偏移量和大车右侧磁钉位置计算大车右侧的中心点坐标。

参见图2所示的RFID天线在轨道所在平面的投影示意图，大车右侧的中心点坐标(X2,Y2)的计算过程可以参见大车左侧的中心点坐标，在此不再赘述。当计算得到大车右侧的中心点坐标和大车左侧的中心点坐标即可得到大车的实时位置。

步骤S108，根据大车左侧的中心点坐标和大车右侧的中心点坐标计算大车左侧和大车右侧在轨道方向的偏移值，并计算大车左侧在垂直所述轨道方向的平移值。

偏移值用于描述大车左侧位置和大车右侧位置之间沿轨道中心线方向的差值或大车整体相对于轨道中心线的偏移角度，通过监测偏移值的大小可以分析是否需要对大车进行纠偏。平移值用于描述大车中心点沿垂直轨道中心线方向平移的幅度，通过监测平移值的大小也可以分析是否需要对大车进行纠偏。平移值和偏移值是描述大车运行姿态的两个基本参数。

步骤S110，根据偏移值、平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度；第一系数和第二系数根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标确定。

当大车需要纠偏时，可以通过纠偏速度调整大车右侧的速度，以使大车回正。通过偏移值、平移值、第一系数和第二系数可以计算纠偏速度。参见图4所示的对大车速度控制过程原理示意图，其纵坐标为大车运行实际速度，横坐标为实际位置到目标位置的距离。通过大车左侧的中心点坐标可以确定大车的实际位置，通过目标时间和目标位移可以确定目标位置，从而可以仿真出第一系数和第二系数。

步骤S112，根据纠偏速度调整大车右侧的速度以使大车回正。

在得到纠偏速度大小后，根据大车运行的方向及大车左侧和大车右侧之间相差的距离确定对大车右侧的速度进行增加或降低，以使大车回正。大车回正是指大车沿轨道方向在轨道上行驶。

本发明实施例提供了一种龙门式起重机大车姿态控制方法，通过RFID天线分别读取大车左侧磁钉的位置和大车右侧磁钉的位置，并获取大车左侧相对于所述大车左侧磁钉位置的第一偏移量及大车右侧相对于所述大车右侧磁钉位置的第二偏移量，从而计算大车左侧的中心点坐标和大车右侧的中心点坐标，继而计算得到平移值和偏移值，根据平移值、偏移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度，以大车左侧的速度为基础，根据纠偏速度调整大车右侧的速度以使大车回正。本发明实施例通过RFID天线对大车双边进行精确定位，计算纠偏速度，实现对大车位置更准确高效的纠偏。

考虑到为了得到精确的平移值和偏移值，根据大车左侧的中心点坐标和大车右侧的中心点坐标计算大车左侧和大车右侧在轨道方向的偏移值，并计算大车左侧在垂直轨道方向的平移值的步骤，包括以下步骤：

(1)获取大车左侧的中心点坐标在轨道方向的第一坐标值及在垂直轨道方向的第二坐标值。

例如，大车左侧的中心点坐标为(X1，Y1)，则第一坐标值为Y1，第二坐标值为X1。

(2)获取大车右侧的中心点坐标在轨道方向的第三坐标值。

例如，大车右侧的中心点坐标为(X2，Y2)，则第三坐标值为Y2。

(3)将第一坐标值与第三坐标值的差值作为偏移值；将第二坐标值作为平移值。

偏移值为Y1-Y2的差值，将第二坐标值X1作为平移值。

考虑到为了使纠偏速度更加贴合实际需求，根据偏移值、平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度的步骤，包括：获取目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标；根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；根据以下公式计算纠偏速度：ΔV＝K1*ΔX±K2*ΔY，其中ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，ΔY为偏移值，K1为第一系数，K2为第二系数。

在生成第一系数和第二系数后，考虑实际的大车工作环境，可以对第一系数和第二系数进行微调后再用于计算纠偏速度。可以结合大车左侧的速度生成第一系数和第二系数。

考虑到大车姿态的多样性，根据所述纠偏速度调整所述大车右侧的速度以使大车回正的步骤，包括：当平移值或偏移值超过预设阈值时，根据以下公式调整大车右侧的速度，直至平移值或偏移值不超过预设阈值：Vdg＝Vem±ΔV，其中Vdg为大车右侧的速度，Vem为大车左侧的速度，ΔV为纠偏速度。

预设阈值包括平移预设阈值和偏移预设阈值，当平移值或偏移值超过预设阈值时，对大车速速进行调整，平移值或偏移值不超过预设阈值。当要使大车右侧追赶大车左侧以使大车回正时，使用Vdg＝Vem+ΔV调整大车右侧的速度，当要使大车右侧降速以使大车回正时，使用Vdg＝Vem-ΔV调整大车右侧的速度。一个实测的纠偏效果如下：大车以高速90米/分运行，当偏移值△Y超过25mm或者平移值△X超过30mm时启动纠偏，纠偏启动5秒钟左右可回到正常轨道运行。

参见图6所示的一种大车姿态分析示意图及图7所示的一种大车姿态分析示意图，大车相对于轨道方向和垂直轨道方向有多种姿态，具体调整大车右侧速度Vdg时，需要考虑大车的运行方向与平移值ΔX的正负极偏移值ΔY的正负之间的相互关系，确定最终对大车右侧速度Vdg的调整方法。

考虑到为扩大本方案在不同情况下的适用范围，根据偏移值、平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度的步骤，包括：获取目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标；根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；根据偏移值和大车的主梁长度按照以下公式计算偏移角度；β＝arsin(ΔY/L)，其中β为偏移角度，ΔY为偏移值，L为大车的主梁长度；根据以下公式计算纠偏速度：ΔV＝K1*ΔX±K2*β，其中ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，β为偏移角度，K1为第一系数，K2为第二系数。

参见图5所示的偏移角度计算原理示意图，可以根据大车的主梁长度和偏移值ΔY计算偏移角度β，再根据偏移角度β及平移值ΔX、第一系数K1和第二系数K2计算纠偏速度。

参见图8所示的龙门式起重机大车姿态控制方法工作原理示意图，RTG运行过程中以电气房侧大车给定速度Vem为基准速度，根据大车姿态实时调整动力房侧大车运行速度Vdg的值，通过纠偏值进行负反馈闭环控制，实现对大车行走偏差的快速响应。本发明实施例在大车纠偏时具有成本低且稳定性好、不易受外部环境干扰、可检测大车实时位置及实现RTG精确定位等优点。

实施例2

本发明实施例2提供一种龙门式起重机大车姿态控制装置，参见图9所示的龙门式起重机大车姿态控制装置结构示意框图，该装置包括：

位置模块91，用于分别通过RFID天线读取大车左侧磁钉的位置和大车右侧磁钉的位置；大车左侧磁钉和大车右侧磁钉分别依次间隔设置在大车左侧轨道中心线和大车右侧轨道中心线；大车左侧轨道中心线与大车右侧轨道中心线平行；左侧坐标计算模块92，用于获取大车左侧相对于大车左侧磁钉位置的第一偏移量，并根据第一偏移量和大车左侧磁钉位置计算大车左侧的中心点坐标；右侧坐标计算模块93，用于获取大车右侧相对于大车右侧磁钉位置的第二偏移量，并根据第二偏移量和大车右侧磁钉位置计算大车右侧的中心点坐标；差值模块94，用于根据大车左侧的中心点坐标和大车右侧的中心点坐标计算大车左侧和大车右侧在轨道方向的偏移值，并计算大车左侧在垂直轨道方向的平移值；纠偏模块95，用于根据偏移值、平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度；第一系数和第二系数根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标确定；调整模块96，用于根据纠偏速度调整大车右侧的速度以使大车回正。

差值模块，还用于：获取大车左侧的中心点坐标在轨道方向的第一坐标值及在垂直轨道方向的第二坐标值；获取大车右侧的中心点坐标在轨道方向的第三坐标值；将第一坐标值与第三坐标值的差值作为偏移值；将第二坐标值作为平移值。

纠偏模块，还用于：获取目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标；根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；根据以下公式计算纠偏速度：ΔV＝K1*ΔX±K2*ΔY，其中ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，ΔY为偏移值，K1为第一系数，K2为第二系数。

调整模块，还用于：当平移值或偏移值超过预设阈值时，根据以下公式调整大车右侧的速度，直至平移值或偏移值不超过预设阈值：Vdg＝Vem±ΔV，其中Vdg为大车右侧的速度，Vem为大车左侧的速度，ΔV为纠偏速度。

纠偏模块，还用于：获取目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标；根据目标时间、目标位移和大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；根据偏移值和大车的主梁长度按照以下公式计算偏移角度；β＝arsin(ΔY/L)，其中β为偏移角度，ΔY为偏移值，L为大车的主梁长度；根据以下公式计算纠偏速度：ΔV＝K1*ΔX±K2*β，其中ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，β为偏移角度，K1为第一系数，K2为第二系数。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

实施例3

本发明实施例3提供一种龙门式起重机大车姿态控制方法。

RTG在大车运行过程中的姿态可以由以下两个参数确定下来，大车沿轨道方向的纵向偏差△Y和垂直于轨道方向的横向偏差△X。其中，纵向偏差△Y：检查大车整体相对于轨道中心的偏转角度。横向偏差△X：检查大车整体相对于轨道中心的平移距离。

纠偏方式采样速度差进行控制，保持电气房侧的速度给定不变，当△Y为负值时，降低柴油机侧的速度给定，当△Y为正值时，增加柴油机侧的速度给定。速度差由△Y和△X共同确定。

通过地面磁钉精确定位大车位置，比较两侧大车在运行轨道上的位置差确定大车姿态，参见图10所示的大车姿态示意图：

纠偏速度 左行：Vp＝k1*△X+k2*△Y

右行：Vp＝k1*△X-k2*△Y

Vdg＝Vem+Vp

其中，Vdg：柴油机侧大车速度给定，Vem：电气房侧大车速度给定，Vp：纠偏速度。纠偏过程中，电气房侧大车速度保持不变，柴油机侧大车速度根据偏差量动态调整。

参见图11所示的第一种可能的大车姿态示意图：

大车右行时，由公式：Vp＝k1*△X+k2*△Y和Vdg＝Vem+Vp可知，此时△Y>0,△X<0，两者相互抵消，纠偏速度Vp的值会很小，当Vp为负值时DG侧减速，在此姿态下右行大车会回到轨道中心，当Vp为正值时DG侧加速，在此姿态下右行大车偏移角度B会变小大车回正。

大车左行时，由公式：Vp＝k1*△X-k2*△Y和Vdg＝Vem+Vp可知，此时-△Y<0,△X<0，Vp为负值，纠偏速度Vp的值会很大，当Vp为负值时DG侧减速，在此姿态下左行大车会回到轨道中心。

参见图12所示的第二种可能的大车姿态示意图：

大车右行时，由公式：Vp＝k1*△X+k2*△Y和Vdg＝Vem+Vp可知，此时△Y>0,△X>0，纠偏速度Vp的值会很大，当Vp为正值时DG侧加速，在此姿态下右行大车偏移角度B会变小大车回正。

大车左行时，由公式：Vp＝k1*△X-k2*△Y和Vdg＝Vem+Vp可知，此时-△Y<0,△X>0，两者相互抵消，纠偏速度Vp的值会很小，当Vp为负值时DG侧减速，在此姿态下左行大车会回到轨道中心，当Vp为正值时DG侧加速，在此姿态下左行大车偏移角度B会变小大车回正。

参见图13所示的第三种可能的大车姿态示意图：

大车右行时，由公式：Vp＝k1*△X+k2*△Y和Vdg＝Vem+Vp可知，此时△Y>0,△X<0，Vp为负值，纠偏速度Vp的值会很大，当Vp为负值时DG侧减速，在此姿态下右行大车会回到轨道中心。

大车左行时，由公式：Vp＝k1*△X-k2*△Y和Vdg＝Vem+Vp可知，此时-△Y>0,△X<0，纠偏速度Vp的值会很小，当Vp为负值时DG侧减速，在此姿态下左行大车会回到轨道中心，当Vp为正值时DG侧加速，在此姿态下右行大车偏移角度B会变小大车回正。

参见图14所示的第四种可能的大车姿态示意图：

大车右行时，由公式：Vp＝k1*△X+k2*△Y和Vdg＝Vem+Vp可知，此时△Y<0,△X>0，两者相互抵消，纠偏速度Vp的值会很小，当Vp为负值时DG侧减速，在此姿态下左行大车会回到轨道中心，当Vp为正值时DG侧加速，在此姿态下左行大车偏移角度B会变小大车回正。

大车左行时，由公式：Vp＝k1*△X-k2*△Y和Vdg＝Vem+Vp可知，此时-△Y>0,△X>0，纠偏速度Vp的值会很大，当Vp为正值时DG侧加速，在此姿态下右行大车偏移角度B会变小大车回正。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种龙门式起重机大车姿态控制方法，其特征在于，包括：

分别通过RFID天线读取大车左侧磁钉的位置和大车右侧磁钉的位置；所述大车左侧磁钉和所述大车右侧磁钉分别依次间隔设置在大车左侧轨道中心线和大车右侧轨道中心线；所述大车左侧轨道中心线与所述大车右侧轨道中心线平行；

获取大车左侧相对于所述大车左侧磁钉位置的第一偏移量，并根据所述第一偏移量和所述大车左侧磁钉位置计算大车左侧的中心点坐标；

获取大车右侧相对于所述大车右侧磁钉位置的第二偏移量，并根据所述第二偏移量和所述大车右侧磁钉位置计算大车右侧的中心点坐标；

根据所述大车左侧的中心点坐标和所述大车右侧的中心点坐标计算所述大车左侧和所述大车右侧在轨道方向的偏移值，并计算所述大车左侧在垂直所述轨道方向的平移值；

根据所述偏移值、所述平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度；所述第一系数和所述第二系数根据目标时间、目标位移和所述大车左侧的中心点坐标确定；

根据所述纠偏速度调整所述大车右侧的速度以使大车回正。

2.根据权利要求1所述的龙门式起重机大车姿态控制方法，其特征在于，所述根据所述大车左侧的中心点坐标和所述大车右侧的中心点坐标计算所述大车左侧和所述大车右侧在轨道方向的偏移值，并计算所述大车左侧在垂直所述轨道方向的平移值的步骤，包括：

获取所述大车左侧的中心点坐标在所述轨道方向的第一坐标值及在垂直所述轨道方向的第二坐标值；

获取所述大车右侧的中心点坐标在所述轨道方向的第三坐标值；

将所述第一坐标值与所述第三坐标值的差值作为偏移值；

将所述第二坐标值作为平移值。

3.根据权利要求1所述的龙门式起重机大车姿态控制方法，其特征在于，所述根据所述偏移值、所述平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度的步骤，包括：

获取目标时间、目标位移和所述大车左侧的中心点坐标；

根据所述目标时间、所述目标位移和所述大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；

根据以下公式计算纠偏速度：

ΔV＝K1*ΔX±K2*ΔY

其中，ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，ΔY为偏移值，K1为第一系数，K2为第二系数。

4.根据权利要求1所述的龙门式起重机大车姿态控制方法，其特征在于，所述根据所述纠偏速度调整所述大车右侧的速度以使大车回正的步骤，包括：

当所述平移值或所述偏移值超过预设阈值时，根据以下公式调整所述大车右侧的速度，直至所述平移值或所述偏移值不超过所述预设阈值：

Vdg＝Vem±ΔV

其中，Vdg为大车右侧的速度，Vem为大车左侧的速度，ΔV为纠偏速度。

5.根据权利要求1所述的龙门式起重机大车姿态控制方法，其特征在于，所述根据所述偏移值、所述平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度的步骤，包括：

获取目标时间、目标位移和所述大车左侧的中心点坐标；

根据所述目标时间、所述目标位移和所述大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；

根据所述偏移值和所述大车的主梁长度按照以下公式计算偏移角度；

β＝arsin(ΔY/L)

其中，β为偏移角度，ΔY为偏移值，L为大车的主梁长度；

根据以下公式计算纠偏速度：

ΔV＝K1*ΔX±K2*β

其中，ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，β为偏移角度，K1为第一系数，K2为第二系数。

6.一种龙门式起重机大车姿态控制装置，其特征在于，包括：

位置模块，用于分别通过RFID天线读取大车左侧磁钉的位置和大车右侧磁钉的位置；所述大车左侧磁钉和所述大车右侧磁钉分别依次间隔设置在大车左侧轨道中心线和大车右侧轨道中心线；所述大车左侧轨道中心线与所述大车右侧轨道中心线平行；

左侧坐标计算模块，用于获取大车左侧相对于所述大车左侧磁钉位置的第一偏移量，并根据所述第一偏移量和所述大车左侧磁钉位置计算大车左侧的中心点坐标；

右侧坐标计算模块，用于获取大车右侧相对于所述大车右侧磁钉位置的第二偏移量，并根据所述第二偏移量和所述大车右侧磁钉位置计算大车右侧的中心点坐标；

差值模块，用于根据所述大车左侧的中心点坐标和所述大车右侧的中心点坐标计算所述大车左侧和所述大车右侧在轨道方向的偏移值，并计算所述大车左侧在垂直所述轨道方向的平移值；

纠偏模块，用于根据所述偏移值、所述平移值、第一系数和第二系数生成纠偏速度；所述第一系数和所述第二系数根据目标时间、目标位移和所述大车左侧的中心点坐标确定；

调整模块，用于根据所述纠偏速度调整所述大车右侧的速度以使大车回正。

7.根据权利要求6所述的龙门式起重机大车姿态控制装置，其特征在于，所述差值模块，还用于：

获取所述大车左侧的中心点坐标在所述轨道方向的第一坐标值及在垂直所述轨道方向的第二坐标值；

获取所述大车右侧的中心点坐标在所述轨道方向的第三坐标值；

将所述第一坐标值与所述第三坐标值的差值作为偏移值；

将所述第二坐标值作为平移值。

8.根据权利要求6所述的龙门式起重机大车姿态控制装置，其特征在于，所述纠偏模块，还用于：

获取目标时间、目标位移和所述大车左侧的中心点坐标；

根据所述目标时间、所述目标位移和所述大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；

根据以下公式计算纠偏速度：

ΔV＝K1*ΔX±K2*ΔY

其中，ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，ΔY为偏移值，K1为第一系数，K2为第二系数。

9.根据权利要求6所述的龙门式起重机大车姿态控制装置，其特征在于，所述调整模块，还用于：

当所述平移值或所述偏移值超过预设阈值时，根据以下公式调整所述大车右侧的速度，直至所述平移值或所述偏移值不超过所述预设阈值：

Vdg＝Vem±ΔV

其中，Vdg为大车右侧的速度，Vem为大车左侧的速度，ΔV为纠偏速度。

10.根据权利要求6所述的龙门式起重机大车姿态控制装置，其特征在于，所述纠偏模块，还用于：

获取目标时间、目标位移和所述大车左侧的中心点坐标；

根据所述目标时间、所述目标位移和所述大车左侧的中心点坐标生成第一系数和第二系数；

根据所述偏移值和所述大车的主梁长度按照以下公式计算偏移角度；

β＝arsin(ΔY/L)

其中，β为偏移角度，ΔY为偏移值，L为大车的主梁长度；

根据以下公式计算纠偏速度：

ΔV＝K1*ΔX±K2*β

其中，ΔV为纠偏速度，ΔX为平移值，β为偏移角度，K1为第一系数，K2为第二系数。