用于人工操作的桥式起重机吊钩防摇控制方法及系统与流程

技术特征：

1.一种用于人工操作的桥式起重机吊钩防摇控制方法，其特征在于，包括：

获取大车或者小车的实际运行速度以及目标运行速度；

根据所述实际运行速度利用软测量方法计算吊钩摆角和吊钩摆角速度；

根据所述吊钩摆角和所述吊钩摆角速度采用状态反馈控制方法计算状态反馈增益，以使大车或者小车的实际运行速度为所述目标运行速度以及吊钩摆角在误差范围内。

2.根据权利要求1所述的桥式起重机吊钩防摇控制方法，其特征在于，所述状态反馈控制方程采用以下步骤获取：

建立桥式起重机的数学模型；

选取状态变量，将所述桥式起重机的数学模型在状态空间中表示；

获取软测量环节；

获取状态反馈并计算状态反馈增益。

3.根据权利要求2所述的桥式起重机吊钩防摇控制方法，其特征在于，所述桥式起重机采用小车-吊重系统模型，运动学方程为：

$l\stackrel{\·\·}{\mathrm{\θ}}-\stackrel{\·}{v}+g\mathrm{\θ}=0;$

式中，表示小车或者大车的加速度；表示吊钩摆角加速度

获取小车的实际运行速度；

根据所述实际运行速度结合预设模型计算吊钩摆角以及吊钩摆加角速度。

4.根据权利要求2所述的桥式起重机吊钩防摇控制方法，其特征在于，所述状态反馈增益通过配置期望极点的方法计算。

5.根据权利要求4所述的桥式起重机吊钩防摇控制方法，其特征在于，所述期望极点包括2个闭环主导极点和1个远极点组成；其中，

2个闭环主导极点利用下式计算得到：

${\mathrm{\μ}}_{1,2}=-{\mathrm{\ζ\ω}}_n\±{\mathrm{\ω}}_n\sqrt{1-{\mathrm{\ζ}}^2}j;$

远极点利用下式计算得到：

${\mathrm{\μ}}_3=-10\sqrt{{(-{\mathrm{\ζ\ω}}_n)}^2+{{\mathrm{\ω}}_n}^2(1-{\mathrm{\ζ}}^2)};$

式中，ζ表示阻尼比，取值范围[0.7，0.9]；自然频率t_a表示大车或者小车的加速时间。

6.根据权利要求1所述的桥式起重机吊钩防摇控制方法，其特征在于，所述桥式起重机的数学模型为吊点可移动的单摆模型。

7.根据权利要求1所述的桥式起重机吊钩防摇控制方法，其特征在于，所述吊钩摆角的计算表达式为：

$\mathrm{\θ}\left(k\right)=\frac{1}{l+{\mathrm{gT}}^2}\[T\left(v\right(k)-v(k-1\left)\right)+2l\mathrm{\θ}(k-1)-l\mathrm{\θ}(k-2)\];$

式中，θ(k)表示当前控制周期计算所得的吊重摆角；θ(k-1)表示上一控制周期计算所得的吊重摆角；θ(k-2)表示相对θ(k-1)上一控制周期计算所得的吊重摆角；l表示钢丝绳理论的计算绳长；g表示重力加速度；T表示变频器的控制周期；v(k)表示传感器在当前控制周期所测的小车的运行速度；v(k-1)表示传感器上一控制周期所测的小车的运行速度。

8.根据权利要求7所述的桥式起重机吊钩防摇控制方法，其特征在于，所述吊钩摆角速度通过对所述吊钩摆角微分得到。

9.一种用于人工操作的桥式起重机吊钩防摇控制系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于获取大车或者小车的实际运行速度以及目标运行速度；

软测量模块，用于根据所述实际运行速度利用软测量方法计算吊钩摆角和吊钩摆角速度；

控制器模块，用于根据所述吊钩摆角和所述吊钩摆角速度采用状态反馈控制方法计算状态反馈增益，以使大车或者小车的实际运行速度为所述目标运行速度以及吊钩摆角在误差范围内。