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原文传递一种自适应速度规划的工业吊车控制方法及系统

专利名称：	一种自适应速度规划的工业吊车控制方法及系统
摘要：	本发明公开了一种自适应速度规划的工业吊车控制方法及系统，在给定加速度以及最大速度限制条件下，在线规划出桥式吊车运动轨迹，同时根据运动距离计算模型提出吊车多脉冲速度规划曲线，速度的脉冲数自适应规划，无需添加离线优化计算，即可实现吊车搬运物品过程中较小的摆角和较高的定位精度，极大地提高了工业生产中吊车调运物品的安全性、可靠性及工作效率。所述自适应速度规划的工业吊车控制方法及系统主要包括PLC控制器(1)、角度测量仪(2)、激光测距仪(3)、变频器(4)、交流异步电机(5)、沿横梁方向移动的吊车(6)和上位机(7)。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	东南大学
发明人：	朱昱璇;牛丹;陈有成;李奇;魏双;刘进波
专利状态：	有效
申请日期：	2018-11-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201811424588.8
公开号：	CN110228754A
代理机构：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	柏尚春
分类号：	B66C13/22(2006.01);B;B66;B66C;B66C13
申请人地址：	210096 江苏省南京市玄武区四牌楼2号
主权项：	1.一种自适应速度规划的工业吊车控制方法，其特征在于该方法基于Lagrange方程建立吊车系统的运动力学模型和防摇控制模型，自适应速度规划使用多段加减速实现稳定的防摇效果，速度段数和最大速度自适应控制，设定吊车的最大运行速度分为k档，第k档为最高速度，第1档为最低速度，自适应速度规划具体分为以下几个步骤：步骤1：由当前位置x1和目标位置x2计算出目标距离(Δx＝\|x2-x1\|)，设定吊车的最大速度vn等于吊车的第k档速度，根据公式计算出加减速段数n，其中a是吊车的设定加速度，T是吊车的单摆周期；步骤2：判断当前加减速段数n是否大于等于2，如果n大于等于2，则继续步骤3，如果n小于2，则将吊车的最终速度vn降低一个档位，转到步骤1，重新计算n；步骤3：起步加速阶段，规划加速阶段的速度曲线和加速位移，由初始速度v0＝0m/s，以系统设定的加速度a加速到速度v1，以当前速度v1保持一段时间ts的匀速运动，再由速度v1以加速度a加速到速度v2，以当前速度v2保持一段时间ts的匀速运动，按此规律，加速n次达到目标速度vn，每次加速后的速度分别为v1、v2……vn，得到加速阶段的速度曲线和位移；步骤4：停止减速阶段，规划减速阶段的速度曲线和减速位移，由减速阶段的初始速度vn以加速度-a减速到速度vn-1，以当前速度vn-1保持一段时间ts的匀速运动，再由速度vn-1以加速度-a减速到速度vn-2，以当前速度vn-2保持一段时间ts的匀速运动，按此规律，减速n次后速度为0m/s，每次减速后的速度分别为vn-1……v2、v1、0，得到减速阶段的速度曲线和位移；步骤5：由目标距离、加速阶段位移、减速阶段位移和速度vn计算出匀速阶段所用时间tr，如果tr大于零，则得到匀速阶段速度曲线和位移并转到步骤6，如果tr小于零则将加减速段数n减1，再转到步骤2；步骤6：输出吊车的自适应速度规划曲线。 2.根据权利要求1所述的一种自适应速度规划的工业吊车控制方法，其特征在于步骤3中，v1、v2……vn这n个速度值和ts时间值的设定如下：l为绳长，g为重力加速度，单摆周期 3.一种如权利要求1所述方法的自适应速度规划的工业吊车控制系统，其特征在于该控制系统主要包括：PLC控制器(1)、角度测量仪(2)、激光测距仪(3)、变频器(4)、交流异步电机(5)、沿横梁方向移动的吊车(6)和上位机(7)；通过DCS系统中的上位机(7)组态软件实现基于自适应速度规划的工业吊车防摇摆的控制系统，上位机(7)的输出端与PLC控制器(1)的输入端连接，用于将程序下载写入PLC控制器(1)，PLC控制器(1)的输出端与变频器(4)的输入端连接，实现PLC控制器(1)对变频器(4)的控制，由变频器(4)控制交流异步电机(5)的速度，由交流异步电机(5)驱动可沿横梁方向移动的吊车(6)按规划的速度曲线移动，同时可以通过角度测量仪(2)、激光测距仪(3)将吊车的实时角度和实时位置传入DCS系统自带的上位机(7)检测软件和实时数据库系统监测吊车的速度曲线和实时角度曲线。 4.如权利要求3所述方法的自适应速度规划的工业吊车控制系统，其特征在于所述的PLC控制器(1)和上位机(7)采用科远公司自主研发的DCS系统中的模块，角度测量仪(2)采用赛特科公司的产品，激光测距仪(3)采用SICK公司的产品。
所属类别：	发明专利