一种桥式起重机行走过程中的自动防摆控制方法与流程

技术特征：

1.一种桥式起重机行走过程中的自动防摆控制方法，其特征在于，包括：将基于桥式起重机特性参数建立的防摆控制模型的控制信号输入起重机控制器，对桥式起重机行走过程中产生的负载摆动进行自动防摆。

2.根据权利要求1所述的自动防摆控制方法，其特征在于，进一步包括：

S1：基于桥式起重机的特性参数，建立起重机数学模型；

S2：根据起重机数学模型，利用反推法建立防摆控制模型。

3.根据权利要求2所述的自动防摆控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，分析桥式起重机的模型特性获得相关参数，再通过拉格朗日方程获得起重机的数学模型。

4.根据权利要求3所述的自动防摆控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，包括：

S11：依据起重机实际运行情况，建立桥式起重机的平面直角坐标系；

S12：依据建立的平面直角坐标系，分别得到起重机小车和负载的水平方向位移、竖直方向位移、水平速度和竖直速度；

S13：基于水平速度和垂直速度，获得系统的动能方程和重力势能方程；

S14：依据系统动能方程和重力势能方程，获得拉格朗日算子方程；

S15：分别以桥式起重机的小车位移、负载角度、负载绳长为广义坐标，结合拉格朗日算子得到拉格朗日方程，得到起重机系统的防摆数学模型。

5.根据权利要求2所述的自动防摆控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，防摆控制模型为：

${\stackrel{\·}{z}}_i={\stackrel{\‾}{f}}_i\left(z\right)+g_i\left(z\right)z_{i+1},i=1,2,3$

${\stackrel{\·}{z}}_4={\stackrel{\‾}{f}}_4\left(z\right)+g_4\left(z\right)u,$

其中，g_i(z),g₄(z)是关于z＝[z₁ z₂ z₃ z₄]的非线性函数，u是控制输入。

6.根据权利要求5所述的自动防摆控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，包括：

S21：将系统转化为满足严格反馈结构的系统；

S22：将系统分解成低阶子系统，对子系统定义跟踪误差获得它的动态方程，依据动态方程得到虚拟控制器；

S23：基于李雅普诺夫稳定性定理，对子系统的虚拟控制器的稳定性进行验证；

S24：依据验证后的子系统虚拟控制器，得到总系统的控制输入。

7.根据权利要求1所述的自动防摆控制方法，其特征在于，进一步包括：借助传感器反馈起重机的实时信息，通过信号滤波后经桥式起重机控制器处理得到防摆控制输入。

8.根据权利要求3所述的自动防摆控制方法，其特征在于，拉格朗日方程普遍形式为：

$L(q,\stackrel{\·}{q})=T(q,\stackrel{\·}{q})-V(q,\stackrel{\·}{q})$

$\frac{d}{dt}\left(\frac{\∂L}{\∂{\stackrel{\·}{q}}_k}\right)-\frac{\∂L}{\∂q_k}-Q_k=0;$

其中，k＝1，2，…n，L为拉格朗日算子，T是质点系的动能，V是系统的势能，q_k是质点系的一组广义坐标，Q_k是质点系的广义惯性力。

9.根据权利要求4所述的自动防摆控制方法，其特征在于，所述步骤S12中，小车的水平方向位移为x_M＝x，水平速度为垂直方向位移为y_M＝0，垂直速度为负载的水平方向位移为x_m＝x+l sinθ，水平速度为负载的垂直方向位移为y_m＝l cosθ，垂直速度为

10.根据权利要求6所述的自动防摆控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，严格反馈结构为：

$\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_1=g_1\left(x_1\right)x_2+f_1\left(x_1\right)\\ {\stackrel{\·}{x}}_2=g_2\left(x_1,x_2\right)x_2+f_2\left(x_1,x_2\right)\\ \mathrm{...}\\ {\stackrel{\·}{x}}_n=g_n\left(x_1,\mathrm{...},x_n\right)u+f_n\left(x_1,\mathrm{...},x_n\right)\\ y=x_1\end{array}.$