1.一种基于输入整形和轨道规划的桥式抓斗卸船机防摇控制方法,其特征在于,包括以下步骤:测量桥式抓斗卸船机负载质量与负载的绳长,确定待搬运货物的起始位置和目标位置;
根据所述起始位置和目标位置对运行过程进行离线的轨迹规划;所述轨迹包括:加速段、匀速段和减速段;在加速段,象鼻梁端点从初始状态运动到设计要求所规定的速度,包含变幅运动速度和旋转速度两部分;匀速段为象鼻梁端点到达最大允许速度后到减速段开始之前的运动阶段,目标为控制起重机匀速行驶以满足长距离运行;减速段目标为控制起重机小车减速到零并到达目标位置;
根据所述离线的轨迹规划确定初始驱动力;
根据所述负载的绳长估计摆动周期,并按照所述摆动周期对所述初始驱动力进行整形处理;
在加速段和减速段,基于整形处理后的驱动力控制电机变速运行;
其中,按照所述摆动周期对所述驱动力进行整形处理,包括:按照所述摆动周期对所述驱动力进行整形处理;
构建描述变幅运动、旋转运动和起升运动的桥式抓斗卸船机系统动力学模型,包括:确定旋转中心位置、象鼻梁前端距旋转中心距离L、吊重中心距象鼻梁前端的钢丝绳长l、臂架的旋转角度α、俯仰角度β;基于拉格朗日方程建立变幅位移、旋转角度、吊绳长度和吊重摆角的动力学方程;
将整形处理后的驱动力输入至所述动力学模型,预测吊重的摆角;
判断所述吊重的摆角是否在预设范围内,如果否,则重新对所述驱动力进行整形处理,直至所述吊重的摆角在预设范围内;
其中,预测吊重的摆角包括:
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其中,θ1表示吊重变幅运动平面内的摆角,θ2表示吊重的平面外摆角,μ表示环境中风阻及摩擦影响系数, 、 分别表示θ1、θ2的二阶导数, 、 是θ1、θ2的一阶导数, 、 分别表示α的一阶导数、二阶导数。
2.如权利要求1所述的一种基于输入整形和轨道规划的桥式抓斗卸船机防摇控制方法,其特征在于,按照所述摆动周期对所述初始驱动力进行整形处理,包括:将所述初始驱动力与不同输入整形器的脉冲序列进行卷积。
3.如权利要求2所述的一种基于输入整形和轨道规划的桥式抓斗卸船机防摇控制方法,其特征在于,所述输入整形器的脉冲序列,满足下述约束方程:;
其中, 表示第1个脉冲序列的幅值, 表示第2个脉冲序列的幅值,表示第1个脉冲序列的时滞, 表示第2个脉冲序列的时滞, 表示用于确定 、 比例关系的无量纲数,表示摆动周期, 表示阻尼比。
4.如权利要求1所述的一种基于输入整形和轨道规划的桥式抓斗卸船机防摇控制方法,其特征在于,还包括:在匀速段,通过象鼻梁前端的传感器获取吊重的平面外摆角,将所述吊重的平面外摆角反馈给旋转机构,根据所述吊重的平面外摆角的大小和方向进行加减速控制,实现吊重到达终点位置时的快速停摆。
5.如权利要求4所述的一种基于输入整形和轨道规划的桥式抓斗卸船机防摇控制方法,其特征在于,根据所述吊重的平面外摆角的大小和方向进行加减速控制,包括:将所述吊重的平面外摆角实时反馈给防摇防摆控制器,由旋转角速度抑制负载摆角。
6.如权利要求5所述的一种基于输入整形和轨道规划的桥式抓斗卸船机防摇控制方法,其特征在于,所述防摇防摆控制器的输出,包括:;
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其中,ψ表示控制器不同工况下的系数, 为自适应函数, 为吊重的平面外摆角,表示控制器输出的旋转角速度调整量,表示运行时间,为一个运行周期开始时间, 为一个运行周期结束时间。
7.一种电子设备,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行计算机程序时,实现如权利要求1‑6任一项所述的一种基于输入整形和轨道规划的桥式抓斗卸船机防摇控制方法。