【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及起重控制，具體涉及岸橋軟靠箱控制方法及系統(tǒng)、岸橋。
技術(shù)介紹
1、岸橋是現(xiàn)代自動(dòng)化碼頭的關(guān)鍵設(shè)備。隨著環(huán)保、高效、節(jié)能、穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)化和經(jīng)濟(jì)效益的日益凸顯，自動(dòng)化集裝箱碼頭正逐漸成為全球港口業(yè)的新寵。國(guó)內(nèi)外眾多大型港口的自動(dòng)化和智能化轉(zhuǎn)型，正推動(dòng)著全球港口集裝箱處理的自動(dòng)化進(jìn)程。自動(dòng)化岸橋能夠接收并執(zhí)行來(lái)自上層系統(tǒng)的指令，從而自動(dòng)完成大部分作業(yè)流程，而操作人員僅需在設(shè)備無(wú)法自動(dòng)處理的情況下介入。由于在運(yùn)行過(guò)程中，自動(dòng)化岸橋的吊具和小車之間的鋼絲繩長(zhǎng)度可超過(guò)30米，會(huì)導(dǎo)致小車架在移動(dòng)時(shí)吊具會(huì)產(chǎn)生顯著的搖擺。如何在岸橋工作時(shí)，控制小車的運(yùn)動(dòng)速度從而減少吊具的搖擺幅度以實(shí)現(xiàn)吊具軟靠箱至集裝箱處，是本領(lǐng)域需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N岸橋軟靠箱控制方法及系統(tǒng)、岸橋，能夠在岸橋工作時(shí)，控制小車的運(yùn)動(dòng)速度從而減少吊具的搖擺幅度以實(shí)現(xiàn)吊具軟靠箱至集裝箱處。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N岸橋軟靠箱控制方法，包括：獲取岸橋的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)以及作業(yè)場(chǎng)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和所述作業(yè)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算小車前后方向運(yùn)行極限位置；以所述小車前后方向運(yùn)行極限位置為小車運(yùn)行軌跡的運(yùn)行端點(diǎn)，從所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中調(diào)取吊具搖擺數(shù)據(jù)，并模擬計(jì)算將吊具擺幅維持在預(yù)設(shè)幅度時(shí)小車的限速數(shù)據(jù)；根據(jù)操控?cái)?shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，計(jì)算吊具的軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)；根據(jù)所述軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)和所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中的軌跡監(jiān)測(cè)信息的差量，得到吊具的反饋控制量；將所述反饋控制量和所述軌跡規(guī)劃數(shù)
3、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括：根據(jù)所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和所述作業(yè)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算吊具極限升降位置；以所述吊具極限升降位置為吊具的升降端點(diǎn)，結(jié)合所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算得到吊具的升降限速數(shù)據(jù)；接收操控?cái)?shù)據(jù)得到對(duì)應(yīng)的起升控制速度；在所述吊具升降運(yùn)行時(shí)，若所述起升控制速度大于或等于所述升降限速數(shù)據(jù)，則以所述升降限速數(shù)據(jù)控制吊具進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)；以及在所述吊具升降運(yùn)行時(shí)，若所述起升控制速度小于所述升降限速數(shù)據(jù)，則以所述起升控制速度控制吊具進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)。
4、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)包括規(guī)劃速度、規(guī)劃加速度以及規(guī)劃加速度導(dǎo)數(shù)；在所述根據(jù)操控?cái)?shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，計(jì)算吊具的軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)之后，所述岸橋軟靠箱控制方法還包括：對(duì)所述軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波；將所述規(guī)劃速度進(jìn)行平滑處理得到速度前饋控制量；以及將所述規(guī)劃速度進(jìn)行積分處理得到位置規(guī)劃數(shù)據(jù)。
5、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)操控?cái)?shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，計(jì)算吊具的軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)包括：根據(jù)小車控制數(shù)據(jù)、吊具控制數(shù)據(jù)、所述小車和所述吊具之間的繩長(zhǎng)、小車最大運(yùn)行速度、小車最大運(yùn)行加速度、小車最大運(yùn)行減速度、吊具最大升降速度、吊具最大升降加速度、吊具最大升降減速度和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，計(jì)算所述軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)。
6、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)和所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中的軌跡監(jiān)測(cè)信息的差量，得到吊具的反饋控制量包括：計(jì)算所述位置規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的各個(gè)規(guī)劃位置處，所述規(guī)劃速度和所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中的監(jiān)測(cè)速度的差量，得到所述速度糾偏量；所述將所述反饋控制量和所述軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)疊加得到速度控制數(shù)據(jù)包括：將所述速度糾偏量和所述速度前饋控制量疊加得到對(duì)應(yīng)位置處的所述速度控制數(shù)據(jù)。
7、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述將所述速度糾偏量和所述速度前饋控制量疊加得到對(duì)應(yīng)位置處的所述速度控制數(shù)據(jù)包括：若所述監(jiān)測(cè)速度大于所述規(guī)劃速度，則將所述速度前饋控制量減去所述速度糾偏量得到所述速度控制數(shù)據(jù)；以及若所述監(jiān)測(cè)速度小于所述規(guī)劃速度，則將所述速度前饋控制量和所述速度糾偏量相加得到所述速度控制數(shù)據(jù)。
8、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述操控?cái)?shù)據(jù)包括小車控制數(shù)據(jù)和吊具控制數(shù)據(jù)；其中，所述方法還包括：對(duì)所述小車控制數(shù)據(jù)進(jìn)行斜坡處理；和/或?qū)λ龅蹙呖刂茢?shù)據(jù)進(jìn)行斜坡處理。
9、結(jié)合第一方面，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括：設(shè)置最低運(yùn)行速度；在所述小車運(yùn)行時(shí)，若所述速度控制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的速度小于所述最低運(yùn)行速度，則以所述最低運(yùn)行速度控制所述小車進(jìn)行運(yùn)行；設(shè)置最低升降速度；以及在所述吊具升降運(yùn)行時(shí)，若所述起升控制速度對(duì)應(yīng)的速度小于所述最低升降速度，則以所述最低升降速度控制所述小車進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)。
10、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N岸橋軟靠箱控制系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，配置為：獲取岸橋的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)以及作業(yè)場(chǎng)數(shù)據(jù)；反饋控制模塊，與所述數(shù)據(jù)獲取模塊通訊連接，所述反饋控制模塊配置為：根據(jù)所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和所述作業(yè)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算小車前后方向運(yùn)行極限位置；以所述小車前后方向運(yùn)行極限位置為小車運(yùn)行軌跡的運(yùn)行端點(diǎn)，從所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中調(diào)取吊具搖擺數(shù)據(jù)，并模擬計(jì)算將吊具擺幅維持在預(yù)設(shè)幅度時(shí)小車的限速數(shù)據(jù)；根據(jù)操控?cái)?shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，計(jì)算吊具的軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)；根據(jù)所述軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)和所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中的軌跡監(jiān)測(cè)信息的差量，得到吊具的反饋控制量；將所述反饋控制量和所述軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)疊加得到速度控制數(shù)據(jù)；速度控制模塊，與所述反饋控制模塊通訊連接，所述速度控制模塊配置為：在所述小車運(yùn)行時(shí)，若所述速度控制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的速度大于或等于所述限速數(shù)據(jù)，則以所述限速數(shù)據(jù)控制所述小車進(jìn)行運(yùn)行；以及在所述小車運(yùn)行時(shí)，若所述速度控制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的速度小于所述限速數(shù)據(jù)，則以所述速度控制數(shù)據(jù)控制所述小車進(jìn)行運(yùn)行。
11、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N岸橋，包括前述的岸橋軟靠箱控制系統(tǒng)。
12、本申請(qǐng)根據(jù)吊具搖擺數(shù)據(jù)計(jì)算限速數(shù)據(jù)，以避免吊具的搖擺幅度過(guò)大。然后再計(jì)算軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)，通過(guò)比較軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)和軌跡監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行反饋控制計(jì)算，將反饋控制量和軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)疊加得到操控機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)輸出的速度控制數(shù)據(jù)，速度控制數(shù)據(jù)小于限速數(shù)據(jù)時(shí)則以速度控制數(shù)據(jù)控制小車，能夠進(jìn)一步降低吊具搖擺幅度，控制吊具擺動(dòng)在合理范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)軟靠箱。
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1.一種岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，所述根據(jù)操控?cái)?shù)據(jù)、所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，計(jì)算所述吊具的軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)和所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中的軌跡監(jiān)測(cè)信息的差量，得到所述吊具的反饋控制量包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，所述操控?cái)?shù)據(jù)包括小車控制數(shù)據(jù)和吊具控制數(shù)據(jù)；其中，所述方法還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，還包括：
9.一種岸橋軟靠箱控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：
10.一種岸橋，其特征在于，包括上述權(quán)利要求9所述的岸橋軟靠箱控制系統(tǒng)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，所述根據(jù)操控?cái)?shù)據(jù)、所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，計(jì)算所述吊具的軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的岸橋軟靠箱控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述軌跡規(guī)劃數(shù)據(jù)和所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中的軌跡監(jiān)測(cè)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：段小明，劉艷濤，張衛(wèi)鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：三一海洋重工有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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