CN113200451B - 一种防摇摆控制方法及行车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防摇摆控制方法及行车，该防摇摆控制方法包括：启动大车或小车，确定启动加速度脉冲A₀和驱动防摇加速度脉冲A₁；计算理论驱动摆角θ₁；测量第一实际摆角θ₂，计算扰动摆角θ₃并判断其是否大于最小扰动摆角，若否则依据驱动防摇加速度脉冲A₁控制大车或小车工作；若是则依据驱动防摇加速度脉冲A₁控制大车或小车工作，计算第一扰动防摇加速度脉冲A₂并依据其再控制大车或小车工作；匀速阶段测量第二实际摆角θ₄并判断其是否大于最小扰动摆角，若是则计算第二扰动防摇加速度脉冲A₃并依据其控制大车或小车工作；重复进行匀速阶段的步骤。该防摇摆控制方法能够对吊钩的摆动闭环控制，控制精度高，行车的工作效率高。

Description

一种防摇摆控制方法及行车

技术领域

本发明涉及行车控制技术领域，尤其涉及一种防摇摆控制方法及行车。

背景技术

行车是重要的物流运输装备，目前在人工手动操作行车用吊具，比如：抓斗吊或者电磁吊，搬运物料过程中，吊重均会出现摇摆的现象，导致工作效率低，并存在一定的安全隐患。

目前，市场比较普遍使用的摇摆技术是电子式的开环防摇摆技术，其侧重于对行车设备中大车或小车的驱动变频器上的控制算法的优化设计，但对其中的控制要素的测算多数采用间接计算或输入给定的方式，比如实际摆长、实际摆角等。而行车在实际工程中的偏摆是一综合引发的过程，不仅包括吊重时的自身摆动，同时也包括由外界干扰造成的摆动多种因素造成，故通过间接计算或开环给定量确定防摇摆的控制要素的数值，难以针对实际工况具体控制，导致防摇摆控制不精准、工作效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防摇摆控制方法及行车，以解决行车在运行过程，防摇摆方法为开环控制，控制精度低、工作效率低的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种防摇摆控制方法，用于控制行车的吊钩在加速阶段和匀速阶段的摇摆，所述行车包括防摇摆控制器、大车和传动连接于所述大车的小车，所述吊钩传动连接于所述小车，所述大车和所述小车上均设置有摆角传感器，所述防摇摆控制器给所述大车或所述小车施加防摇加速度脉冲A，其包括如下步骤：

S100、依据启动加速度a₀启动所述大车或所述小车，所述防摇摆控制器依据所述启动加速度a₀确定启动加速度脉冲A₀和驱动防摇加速度脉冲A₁；

S200、依据所述启动加速度脉冲A₀计算所述吊钩的理论驱动摆角θ₁；

S300、所述摆角传感器测量所述吊钩的第一实际摆角θ₂，依据所述理论驱动摆角θ₁和所述第一实际摆角θ₂计算扰动摆角θ₃；

S400、判断所述扰动摆角θ₃是否大于最小扰动摆角，若否，则进行S500，若是，则依次进行S610、S620和S630；

S500、所述防摇摆控制器依据所述防摇加速度脉冲A控制所述大车或所述小车的驱动电机工作，其中A＝A₁；

S620、所述防摇摆控制器依据所述防摇加速度脉冲A控制所述大车或所述小车的驱动电机工作，其中A＝A₁；

S620、所述防摇摆控制器依据所述扰动摆角θ₃计算第一扰动防摇加速度脉冲A₂；

S630、所述防摇摆控制器依据所述防摇加速度脉冲A控制所述大车或所述小车的驱动电机工作，其中A＝A₂；

S700、所述大车或所述小车进入匀速阶段，所述摆角传感器测量第二实际摆角θ₄，判断所述第二实际摆角θ₄是否大于所述最小扰动摆角，若是，则进行 S800；

S800、依据所述第二实际摆角θ₄计算第二扰动防摇加速度脉冲A₃；

S900、所述防摇摆控制器依据所述防摇加速度脉冲A控制所述大车或所述小车的驱动电机工作，其中A＝A₃；

S1000、重复S700至S900。

作为优选，所述小车上设置有卷筒，所述吊钩和所述卷筒通过吊绳传动连接，所述卷筒上设置有用于监测所述吊绳的测量绳长l₁的传感器，依据

计算所述吊钩在加速阶段的第一摆动周期T₁，其中：T₁为第一摆动周期，s；l₁为测量绳长，m；g为重力加速度，N/Kg。

作为优选，依据

计算所述驱动防摇加速度脉冲A₁，施加所述启动加速度脉冲A₀和施加所述驱动防摇加速度脉冲A₁在时序上相差KT₁+T₁/2，其中：T₁为第一摆动周期，s；ζ₁为第一阻尼系数，ζ₁的取值范围为0～1；ω₁为第一频率，rad/s；K为大于等于零的正整数。

作为优选，步骤S610具体包括以下步骤：

S621、依据a₁＝l₁θ″₃+gθ₃计算第一扰动加速度a₁；

S622、依据所述第一扰动加速度a₁确定第一扰动加速度脉冲A₄和所述第一扰动防摇加速度脉冲A₂；

其中：l₁为测量绳长，m；θ₃为扰动摆角；g为重力加速度，N/Kg；θ″₃为扰动摆角的二阶导数。

作为优选，依据

计算所述第一扰动防摇加速度脉冲A₂，施加所述第一扰动加速度脉冲A₄和施加所述第一扰动防摇加速度脉冲A₂在时序上相差KT₁+T₁/2，其中：T₁为第一摆动周期，s；ζ₁为第一阻尼系数，ζ₁的取值范围为0～1；ω₁为第一频率，rad/s；K为大于等于零的正整数。

作为优选，步骤S800具体包括：

S810、依据所述第二实际摆角θ₄确定所述吊钩的第二摆动周期T₂；

S820、依据

计算实际绳长l₂；

S830、依据所述实际绳长l₂计算第二扰动加速度a₂；

S840、依据所述第二扰动加速度a₂确定第二扰动加速度脉冲A₅和所述第二扰动防摇加速度脉冲A₃；

其中：T₂为第二摆动周期，s；l₂为实际绳长，m；g为重力加速度，N/Kg。

作为优选，依据

计算所述第二扰动防摇加速度脉冲A₃，施加所述第二扰动加速度脉冲A₅和施加所述第二扰动防摇加速度脉冲 A₃在时序上相差NT₂+T₂/2，其中：T₂为第二摆动周期，s；ζ₂为第二阻尼系数，ζ₂的取值范围为0～1；ω₂为第二频率，rad/s；N为大于等于零的正整数。

作为优选，依据a₂＝l₂θ″₄+gθ₄计算所述第二扰动加速度a₂，其中：l₂为实际绳长，m；θ₄为第二实际摆角；g为重力加速度，N/Kg；θ″₄为第二实际摆角的二阶导数。

作为优选，所述S500具体包括以下步骤：

所述防摇摆控制器将所述驱动防摇加速度脉冲A₁转换为电信号，并发送至所述大车或所述小车上的变频器，所述变频器控制所述大车或所述小车的驱动电机工作。

一种行车，其采用上述的防摇摆控制方法。

本发明的有益效果：

本发明的目的在于提供一种防摇摆控制方法及行车，用于控制行车的吊钩在加速阶段和匀速阶段的摇摆，行车包括防摇摆控制器、大车和传动连接于大车的小车，吊钩传动连接于小车，大车和小车上均设置有摆角传感器，防摇摆控制器给大车或小车施加防摇加速度脉冲A，其包括如下步骤：依据启动加速度 a₀启动大车或小车，防摇摆控制器依据启动加速度a₀确定启动加速度脉冲A₀，由A₀确定驱动防摇加速度脉冲A₁；依据启动加速度脉冲A₀计算吊钩的理论驱动摆角θ₁；摆角传感器测量吊钩的第一实际摆角θ₂，依据理论驱动摆角θ₁和第一实际摆角θ₂计算扰动摆角θ₃；判断扰动摆角θ₃是否大于最小扰动摆角，若否，则防摇摆控制器依据防摇加速度脉冲A＝A₁控制大车或小车的驱动电机工作；若是，防摇摆控制器依据防摇加速度脉冲A＝A₁控制大车或小车的驱动电机工作，防摇摆控制器依据扰动摆角θ₃计算第一扰动加速度脉冲A₄，由第一扰动加速度脉冲A₄确定第一扰动防摇加速度脉冲A₂，防摇摆控制器依据防摇加速度脉冲A＝A₂控制大车或小车的驱动电机工作；大车或小车进入匀速阶段，摆角传感器测量第二实际摆角θ₄，判断第二实际摆角θ₄是否大于最小扰动摆角，若是，则依据第二实际摆角θ₄计算第二扰动加速度脉冲A₅，由第二扰动加速度脉冲A₅确定第二扰动防摇加速度脉冲A₃；防摇摆控制器依据防摇加速度脉冲A＝A₃控制大车或小车的驱动电机工作；并重复进行匀速阶段的工作步骤。该防摇摆控制方法，相对于现有技术的开环控制，当大车或小车工作开始工作时，大车或小车进入加速阶段，摆角传感器在整个工作过程中实时监测吊钩的摇摆角度，依据摆角传感器监测到的角度值判断加速阶段是否存在外界扰动，以使防摇摆控制器依据自身摆动和外界扰度的角度值准确的控制大车或者小车的驱动电机工作，从而将吊钩的摆动现象减小至允许范围内；进入匀速阶段后，外界环境在不确定的时间点干扰正常运行的行车，摆角传感器实时监测吊钩的摆动角度，判断是否存在外界扰动，防摇摆控制器依据摆动角度监测到的角度值实时控制大车或者小车的驱动电机工作，从而将外界扰动造成的吊钩的摆动现象减小至允许范围内，并重复进行匀速阶段的工作步骤，以实现对吊斗的摆动现象的闭环控制，控制精度高，保证吊钩在整个运行过程中都能平稳的工作，提高了大车或小车的工作效率，提高了行车的使用安全性。

附图说明

图1是本发明实施提供的防摇摆控制方法的流程图；

图2是本发明实施提供的防摇摆控制方法的部分流程图一；

图3是本发明实施提供的防摇摆控制方法的部分流程图二；

图4是本发明实施提供的防摇摆控制方法的仿真脉冲图一；

图5是本发明实施提供的防摇摆控制方法的仿真脉冲图二；

图6是本发明实施提供的防摇摆控制方法的仿真脉冲图三。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提供一种防摇摆控制方法及行车，该防摇摆控制方法，用于控制行车的吊钩在加速阶段和匀速阶段的摇摆，相对于现有技术的开环控制，当大车或小车工作开始工作时，大车或小车进入加速阶段，摆角传感器在整个工作过程中实时监测吊钩的摇摆角度，依据摆角传感器监测到的角度值判断加速阶段是否存在外界扰动，以使防摇摆控制器依据自身摆动和外界扰度的角度值准确的控制大车或者小车的驱动电机工作，从而将吊钩的摆动现象减小至允许范围内；进入匀速阶段后，外界环境在不确定的时间点干扰正常运行的行车，摆角传感器实时监测吊钩的摆动角度，判断是否存在外界扰动，防摇摆控制器依据摆动角度监测到的角度值实时控制大车或者小车的驱动电机工作，从而将外界扰动造成的吊钩的摆动现象减小至允许范围内，并重复进行匀速阶段的工作步骤，以实现对吊斗的摆动现象的闭环控制，控制精度高，保证吊钩在整个运行过程中都能平稳的工作，提高了大车或小车的工作效率，提高了行车的使用安全性。

行车包括防摇摆控制器、大车和传动连接于大车的小车，吊钩传动连接于小车，大车和小车上均设置有摆角传感器，防摇摆控制器给大车或小车施加防摇加速度脉冲为A。如图1-3所示，该防摇摆控制方法包括如下步骤：

S100、依据启动加速度a₀启动大车或小车，防摇摆控制器依据启动加速度a₀确定启动加速度脉冲A₀和驱动防摇加速度脉冲A₁。

具体地，大车或小车启动并进入加速阶段。启动加速度脉冲A₀是由启动加速度a₀求导计算得到，具体计算过程属于现有技术，在此不再赘述。

S200、依据启动加速度脉冲A₀计算吊钩的理论驱动摆角θ₁。

S300、摆角传感器测量吊钩的第一实际摆角θ₂，依据理论驱动摆角θ₁和第一实际摆角θ₂计算扰动摆角θ₃。

具体地，通过θ₂＝θ₁+θ₃计算扰动摆角θ₃。可以理解的是，驱动摆角即为吊钩吊取重物时自身产生的摆角，扰动摆角为外界干扰产生的摆角，通过分别计算出驱动摆角和扰动摆角，便于判断行车是否存在外部扰动，同时便于判断外部扰动对行车的影响程度，以便于改善行车的工作环境。

S400、判断扰动摆角θ₃是否大于最小扰动摆角，若否，则进行S500，若是，则依次进行S610、S620和S630。

具体地，若扰动摆角θ₃小于最小扰动摆角，即扰动摆角θ₃的值在允许范围内，则只需改善钩吊取重物时自身产生的摆动现象，故进行S500。

S500、防摇摆控制器依据防摇加速度脉冲A＝A₁控制大车或小车的驱动电机工作。防摇摆控制器将驱动防摇加速度脉冲A₁转换为电信号，并将电信号发送至大车或小车上的变频器，变频器控制大车或小车的驱动电机工作，以使大车或小车的电机输出对应的扭矩工作，以减小吊钩的摇摆现象。可以理解的是，通过以上步骤可以改善吊钩吊取重物时自身产生的摆动现象，以将吊钩吊取重物时的驱动摆角的角度值控制在允许范围内。

其中，小车上设置有卷筒，吊钩和卷筒通过吊绳传动连接，卷筒上设置有用于检测吊绳的检测绳长l₁的传感器，依据

计算吊钩在加速阶段的第一摆动周期T₁，其中：T₁为第一摆动周期，s；l₁为测量绳长，m；g为重力加速度，N/Kg。

其中，依据

计算驱动防摇加速度脉冲A₁，其中： T₁为第一摆动周期，s；ζ₁为第一阻尼系数，ζ₁的取值范围为0～1；ω₁为第一频率，rad/s。其中，第一阻尼系数ζ₁的取值由加速阶段的具体工况确定，ω₁＝1/T₁。

优选地，如图4所示，通过在时序上相差KT₁+T₁/2施加驱动防摇加速度脉冲A₁，即在吊钩的摆动幅度最大的时间点施加驱动防摇加速度脉冲A₁，此时为施加驱动防摇加速度脉冲A₁的最佳时间点，可以理解的是，防摇摆控制器对吊钩施加一个大小相等且方向相反的脉冲，从而最快、最有效的改善了吊钩的摆动现象。其中，t₀为加速阶段的任一时刻，s。

若扰动摆角θ₃大于最小扰动摆角，即扰动摆角θ₃的值超出了允许范围，则需要同时改善钩吊取重物时自身产生的摆动现象以及吊钩在外部扰动的作用下造成的摆动现象，故进行S610、S620和S630。

S610、防摇摆控制器依据防摇加速度脉冲A＝A₁控制大车或小车的驱动电机工作。防摇摆控制器将防摇加速度脉冲A＝A₁转换为电信号，并将电信号发送至大车或小车上的变频器，变频器控制大车或小车的驱动电机工作，以使大车或小车的电机输出对应的扭矩工作，以减小吊钩的摇摆现象。

其中，施加启动加速度脉冲A₀和施加驱动防摇加速度脉冲A₁在时序上相差 KT₁+T₁/2，K为大于等于零的正整数。

S620、防摇摆控制器依据扰动摆角θ₃计算第一扰动防摇加速度脉冲A₂。

如图2、如图4和图5所示，t₁为加速阶段滞后于t₀的某一时刻，s。S620 的具体的计算步骤如下；

S621、依据a₁＝l₁θ″₃+gθ₃计算第一扰动加速度a₁。

S622、依据第一扰动加速度a₁确定第一扰动加速度脉冲A₄和第一扰动防摇加速度脉冲A₂。第一扰动加速度脉冲A₄是由第一扰动加速度a₁求导计算得到，具体计算过程属于现有技术，在此不再赘述。其中：l₁为测量绳长，m；θ₃为扰动摆角；g为重力加速度，N/Kg；θ″₃为扰动摆角的二阶导数。

其中，依据

计算第一扰动防摇加速度脉冲A₂，其中：T₁为第一摆动周期，s；ζ₁为第一阻尼系数，ζ₁的取值范围为0～1；ω₁为第一频率，rad/s。其中，第一阻尼系数ζ₁的取值由加速阶段的具体工况确定，ω₁＝1/T₁。

S630、防摇摆控制器依据防摇加速度脉冲A＝A₂控制大车或小车的驱动电机工作。防摇摆控制器将防摇加速度脉冲A＝A₂转换为电信号，并将电信号发送至大车或小车上的变频器，变频器控制大车或小车的驱动电机工作，以使大车或小车的电机输出对应的扭矩工作，以减小吊钩的摇摆现象。

优选地，施加第一扰动加速度脉冲A₄和施加第一扰动防摇加速度脉冲A₂在时序上相差KT₁+T₁/2，K为大于等于零的正整数。可以理解的是，驱动防摇加速度脉冲A₁在时序上滞后于启动大车或小车形成的驱动摆动KT₁+T₁/2施加，第一扰动防摇加速度脉冲A₂在时序上滞后于外界扰动KT₁+T₁/2施加。

通过在时序上相差KT₁+T₁/2施加第一扰动防摇加速度脉冲A₂，即在吊钩的摆动幅度最大的时间点施加第一扰动防摇加速度脉冲A₂，此时为施加第一扰动防摇加速度脉冲A₂的最佳时间点，以最快、最有效的改善了吊钩有序外界扰动形成的摆动现象。

可以理解的是，通过以上步骤既改善了吊钩吊取重物时自身产生的摆动现象，也改善了吊钩在外界干扰的作用下产生的摆动现象，以将吊钩吊取重物时的驱动摆角的角度值控制在允许范围内。同时，通过分别计算驱动防摇加速度脉冲A₁和第一扰动防摇加速度脉冲A₂，能够分别精确地控制自身摆动和外界扰动造成的摇摆现象，以提高控制精度，保证行车的使用安全性，同时便于判断外部扰动对行车的影响程度，从而便于改善行车的工作环境。

此时，防摇摆控制器完成了对加速阶段的驱动摆角θ₁和扰动摆角θ₃造成的摆动现象的控制，以使大车或小车进入匀速工作的阶段，吊钩平稳的工作。但外界环境在不确定的时间点干扰正常运行的行车，以使吊钩产生摆动现象，故摆角传感器实时监测吊钩的摆动角度，并进行以下步骤。

S700、大车或小车进入匀速阶段，摆角传感器测量第二实际摆角θ₄，判断第二实际摆角θ₄是否大于最小扰动摆角，若是，则进行S800。

具体地，防摇摆控制器判断第二实际摆角θ₄是否大于最小扰动摆角，若第二实际摆角θ₄小于最小动摆角极限值，则行车平稳工作。若第二实际摆角θ₄大于最小动摆角极限值，则需要改善吊钩在外部扰动的作用下造成的摆动现象，则进行S800。

S800、依据第二实际摆角θ₄计算第二扰动防摇加速度脉冲A₃。

如图3和图6所示，其中：t₂为匀速阶段的任一时刻，s。S800的具体的步骤如下：

S810、依据第二实际摆角θ₄确定吊钩的第二摆动周期T₂。

S820、依据

计算实际绳长l₂。

S830、依据实际绳长l₂计算第二扰动加速度a₂。

具体地，依据a₂＝l₂θ″₄+gθ₄计算第二扰动加速度a₂，其中：l₂为实际绳长，m；θ₄为第二实际摆角，g为重力加速度，N/Kg；θ″₄为第二实际摆角的二阶导数。

S840、依据第二扰动加速度a₂确定第二扰动加速度脉冲A₅和第二扰动防摇加速度脉冲A₃。

其中：T₂为第二摆动周期，s；l₂为实际绳长，m；g为重力加速度，N/Kg。

其中，第二扰动加速度脉冲A₅是由第二扰动加速度a₂求导计算得到，具体计算过程属于现有技术，在此不再赘述。

依据

计算第二扰动防摇加速度脉冲A₃，其中： T₂为第二摆动周期，s；ζ₂为第二阻尼系数，ζ₂的取值范围为0～1；ω₂为第二频率，rad/s。其中，第二阻尼系数ζ₂的取值由匀速阶段的具体工况确定，ω₂＝1/T₂。

S900、防摇摆控制器依据防摇加速度脉冲A控制大车或小车的驱动电机工作，其中A＝A₃。防摇摆控制器将第二扰动防摇加速度脉冲A₃转化为电信号，并将电信号发送至大车或小车上的变频器，变频器控制大车或小车的驱动电机工作，以使大车或小车的电机输出对应的扭矩工作，以减小吊钩的摇摆现象。

优选地，施加第二扰动加速度脉冲A₅和施加第二扰动防摇加速度脉冲A₃在时序上相差NT₂+T₂/2，N为大于等于零的正整数。可以理解的是，第二扰动防摇加速度脉冲A₃在时序上滞后于外界扰动NT₂+T₂/2施加。

通过在NT₂+T₂/2时刻施加第二扰动防摇加速度脉冲A₃，即在吊钩的摆动幅度最大的时间点施加第二扰动防摇加速度脉冲A₃，此时为施加第二扰动防摇加速度脉冲A₃的最佳时间点，能最快、最有效的改善了吊钩的摆动现象。即在匀速阶段，完成了一次外界环境对吊钩造成的摆动现象的控制。

S1000、重复S700至S900。通过重复S700至S900，以保证外界环境在不确定的时间点的情况下干扰正常运行的行车，防摇摆控制器实时的依据第二实际摆角θ₄控制大车或者小车的驱动电机工作，从而将外界扰动造成的吊钩的摆动现象减小至允许范围内，以实现对吊斗的摆动现象的闭环控制，控制精度高，保证吊钩在整个运行过程中都能平稳的工作，提高了大车或小车的工作效率，提高了行车的使用安全性。

在本实施例中，该防摇摆控制方法还包括匀速阶段之后的减速阶段和停车，进入减速阶段并停车的控制方法与启动并进入加速阶段的控制方法相同。在此不再赘述。

一种行车，采用上述的防摇摆控制方法，防摇摆控制器能依据摆角传感器实时的测量数据对吊钩的摇摆现象进行实时控制，能够控制外界环境在不确定的时间点对正在运行的行车产生扰动，以实现在行车运行过程中对吊钩的摇摆现象的闭环控制，保证吊钩在整个运行过程中都能平稳的工作，提高了大车或小车的工作效率，提高了行车的使用安全性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防摇摆控制方法，用于控制行车的吊钩在加速阶段和匀速阶段的摇摆，所述行车包括防摇摆控制器、大车和传动连接于所述大车的小车，所述吊钩传动连接于所述小车，所述大车和所述小车上均设置有摆角传感器，所述防摇摆控制器给所述大车或所述小车施加防摇加速度脉冲A，其特征在于，包括如下步骤：

S100、依据启动加速度a₀启动所述大车或所述小车，所述防摇摆控制器依据所述启动加速度a₀确定启动加速度脉冲A₀和驱动防摇加速度脉冲A₁；

S200、依据所述启动加速度脉冲A₀计算所述吊钩的理论驱动摆角θ₁；

S300、所述摆角传感器测量所述吊钩的第一实际摆角θ₂，依据所述理论驱动摆角θ₁和所述第一实际摆角θ₂计算扰动摆角θ₃；

S400、判断所述扰动摆角θ₃是否大于最小扰动摆角，若否，则进行S500，若是，则依次进行S610、S620和S630；

S500、所述防摇摆控制器依据所述防摇加速度脉冲A控制所述大车或所述小车的驱动电机工作，其中A＝A₁；

S610、所述防摇摆控制器依据所述防摇加速度脉冲A控制所述大车或所述小车的驱动电机工作，其中A＝A₁；

S620、所述防摇摆控制器依据所述扰动摆角θ₃计算第一扰动防摇加速度脉冲A₂；

S630、所述防摇摆控制器依据所述防摇加速度脉冲A控制所述大车或所述小车的驱动电机工作，其中A＝A₂；

S700、所述大车或所述小车进入匀速阶段，所述摆角传感器测量第二实际摆角θ₄，判断所述第二实际摆角θ₄是否大于所述最小扰动摆角，若是，则进行S800；

S800、依据所述第二实际摆角θ₄计算第二扰动防摇加速度脉冲A₃；

S900、所述防摇摆控制器依据所述防摇加速度脉冲A控制所述大车或所述小车的驱动电机工作，其中A＝A₃；

S1000、重复S700至S900。

2.根据权利要求1所述的防摇摆控制方法，其特征在于，所述小车上设置有卷筒，所述吊钩和所述卷筒通过吊绳传动连接，所述卷筒上设置有用于监测所述吊绳的测量绳长l₁的传感器，依据

计算所述吊钩在加速阶段的第一摆动周期T₁，其中：T₁为第一摆动周期，s；l₁为测量绳长，m；g为重力加速度，N/Kg。

3.根据权利要求2所述的防摇摆控制方法，其特征在于，依据

计算所述驱动防摇加速度脉冲A₁，施加所述启动加速度脉冲A₀和施加所述驱动防摇加速度脉冲A₁在时序上相差KT₁+T₁/2，其中：T₁为第一摆动周期，s；ζ₁为第一阻尼系数，ζ₁的取值范围为0～1；ω₁为第一频率，rad/s；K为大于等于零的正整数。

4.根据权利要求2所述的防摇摆控制方法，其特征在于，步骤S620具体包括以下步骤：

S621、依据a₁＝l₁θ″₃+gθ₃计算第一扰动加速度a₁；

S622、依据所述第一扰动加速度a₁确定第一扰动加速度脉冲A₄和所述第一扰动防摇加速度脉冲A₂；

其中：l₁为测量绳长，m；θ₃为扰动摆角；g为重力加速度，N/Kg；θ″₃为扰动摆角的二阶导数。

5.根据权利要求4所述的防摇摆控制方法，其特征在于，依据

计算所述第一扰动防摇加速度脉冲A₂，施加所述第一扰动加速度脉冲A₄和施加所述第一扰动防摇加速度脉冲A₂在时序上相差KT₁+T₁/2，其中：T₁为第一摆动周期，s；ζ₁为第一阻尼系数，ζ₁的取值范围为0～1；ω₁为第一频率，rad/s；K为大于等于零的正整数。

6.根据权利要求1所述的防摇摆控制方法，其特征在于，步骤S800具体包括：

S810、依据所述第二实际摆角θ₄确定所述吊钩的第二摆动周期T₂；

S820、依据

计算实际绳长l₂；

S830、依据所述实际绳长l₂计算第二扰动加速度a₂；

S840、依据所述第二扰动加速度a₂确定第二扰动加速度脉冲A₅和所述第二扰动防摇加速度脉冲A₃；

其中：T₂为第二摆动周期，s；l₂为实际绳长，m；g为重力加速度，N/Kg。

7.根据权利要求6所述的防摇摆控制方法，其特征在于，依据

计算所述第二扰动防摇加速度脉冲A₃，施加所述第二扰动加速度脉冲A₅和施加所述第二扰动防摇加速度脉冲A₃在时序上相差NT₂+T₂/2，其中：T₂为第二摆动周期，s；ζ₂为第二阻尼系数，ζ₂的取值范围为0～1；ω₂为第二频率，rad/s；N为大于等于零的正整数。

8.根据权利要求6所述的防摇摆控制方法，其特征在于，依据a₂＝l₂θ″₄+gθ₄计算所述第二扰动加速度a₂，其中：l₂为实际绳长，m；θ₄为第二实际摆角；g为重力加速度，N/Kg；θ″₄为第二实际摆角的二阶导数。

9.根据权利要求1所述的防摇摆控制方法，其特征在于，所述S500具体包括以下步骤：

所述防摇摆控制器将所述驱动防摇加速度脉冲A₁转换为电信号，并发送至所述大车或所述小车上的变频器，所述变频器控制所述大车或所述小车的驱动电机工作。

10.一种行车，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的防摇摆控制方法。

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