本發(fā)明涉及涉及起重機(jī)的控制系統(tǒng)，具體為一種用于抑制起重機(jī)扭轉(zhuǎn)振蕩的控制方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、起重機(jī)在倉(cāng)庫(kù)、船場(chǎng)、建筑工地等諸多場(chǎng)所發(fā)揮著支撐和運(yùn)輸物體的重要作用，常見類型多樣。它通常由穿越軌道的車廂、繩葫蘆以及附著機(jī)構(gòu)等部件構(gòu)成，軌道一般呈線性。

2、在工作過程中，當(dāng)物體在軌道上移動(dòng)時(shí)，受動(dòng)量影響常常會(huì)出現(xiàn)搖擺，進(jìn)而引發(fā)繩索及相關(guān)組件的鐘擺運(yùn)動(dòng)，若不加干預(yù)，這種運(yùn)動(dòng)消退往往需要較長(zhǎng)時(shí)間。鐘擺效應(yīng)帶來兩方面突出問題：一是耽誤企業(yè)經(jīng)營(yíng)，因其自行消退緩慢；二是擺動(dòng)的物體可能造成碰撞，鑒于其通常較重或較長(zhǎng)，一旦碰撞容易對(duì)物體本身、周邊人員或結(jié)構(gòu)造成危險(xiǎn)和嚴(yán)重傷害。

3、對(duì)此，人們研發(fā)出能自動(dòng)減弱運(yùn)動(dòng)的電子模塊，通過向電機(jī)控制器或驅(qū)動(dòng)器發(fā)送信號(hào)，或者在其中實(shí)施控制系統(tǒng)來消除鐘擺效應(yīng)，也有相關(guān)專利成果示例。不過，這類系統(tǒng)主要針對(duì)線性移動(dòng)物體的鐘擺問題，對(duì)于起重機(jī)旋轉(zhuǎn)懸吊物體產(chǎn)生的振蕩卻無能為力。在旋轉(zhuǎn)懸吊應(yīng)用場(chǎng)景里，像電動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉤塊帶動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)因力與慣性的相互作用產(chǎn)生纏繞并引入振蕩元件，在旋轉(zhuǎn)期間及減速后都會(huì)持續(xù)振蕩，且這是在水平面上圍繞垂直軸的不同振蕩類型。人工嘗試停止這類旋轉(zhuǎn)振蕩很危險(xiǎn)，操作人員大多只能讓物體自行停止，這不僅造成操作延遲，還使得負(fù)載精細(xì)旋轉(zhuǎn)定位變得極為困難，給工業(yè)操作帶來諸多困擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于抑制起重機(jī)扭轉(zhuǎn)振蕩的控制方法與系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于抑制起重機(jī)扭轉(zhuǎn)振蕩的控制方法，包括以下步驟：

3、s1.接收用于抑制起重機(jī)扭轉(zhuǎn)振蕩的系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量相關(guān)值;

4、s2.在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述對(duì)象或所述系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量依賴值;

5、s3.使用至少部分基于接收到的物體或系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量依賴值的算法計(jì)算扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)，并且將所述扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)傳送給電機(jī)控制器，使所述電機(jī)控制器基于所述扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)操作電機(jī)，從而抑制所述在水平面上旋轉(zhuǎn)的物體的扭轉(zhuǎn)振蕩。

6、實(shí)現(xiàn)用于抑制起重機(jī)扭轉(zhuǎn)振蕩的的控制方法的系統(tǒng)，、包括一個(gè)被配置用于存儲(chǔ)物體或系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量相關(guān)值的存儲(chǔ)器；一個(gè)外殼，以及一個(gè)位于外殼內(nèi)的處理器；

7、存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)至少一個(gè)預(yù)定的角度偏好，預(yù)定的角度偏好包括預(yù)定的角位移或預(yù)定的角度位置；

8、處理器被配置為：接收物體的質(zhì)量相關(guān)值，將物體的質(zhì)量相關(guān)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，使用至少部分基于物體或系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量相關(guān)值的算法計(jì)算扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)，并且將所述扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)傳送給所述電機(jī)控制器，從而抑制所述在水平面上旋轉(zhuǎn)的物體的扭轉(zhuǎn)振蕩。

9、進(jìn)一步的，所述質(zhì)量相關(guān)值包括物體或系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部件的測(cè)量重量、物體在水平面上無阻尼的振蕩的測(cè)量周期及物體或系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部件的參考轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

10、進(jìn)一步的，處理器配置為接收至少一個(gè)預(yù)定的角度偏好，并配置為使用接收到的預(yù)定的角度偏好計(jì)算扭轉(zhuǎn)振蕩抑制信號(hào)。

11、進(jìn)一步的，處理器被配置為接收來自輸入/輸出（io）設(shè)備的至少一個(gè)命令信號(hào)，所述處理器配置為確定所述扭轉(zhuǎn)使用預(yù)定的角度偏好和至少一個(gè)命令信號(hào)來確定振蕩阻尼信號(hào)。

12、進(jìn)一步的，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)至少一個(gè)預(yù)定角位置，預(yù)定角位置包括(a)預(yù)定角位移或(b)預(yù)定角位置。

13、進(jìn)一步的，命令信號(hào)包括至少一個(gè)預(yù)定角度參數(shù)，該預(yù)定角度參數(shù)包括（a）預(yù)定角位移或（b）預(yù)定角位置；并且處理器被配置為使用至少一個(gè)命令信號(hào)來確定扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)。

14、進(jìn)一步的，命令信號(hào)包括至少一個(gè)預(yù)定角速度，并且處理器被配置為使用預(yù)定角速度和至少一個(gè)命令信號(hào)來確定扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)。

15、進(jìn)一步的，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有至少一個(gè)預(yù)定角速度，并且處理器被配置為使用預(yù)定角速度和至少一個(gè)命令信號(hào)來確定扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)。

16、進(jìn)一步的，處理器被配置為接收來自傳感器的傳感器信號(hào)，以及所述處理器配置為確定所述扭度振蕩阻尼信號(hào)利用傳感器信號(hào)。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

18、（1）該發(fā)明的用于抑制起重機(jī)扭轉(zhuǎn)振蕩的控制方法與系統(tǒng)有利于減輕或基本上消除懸掛在起重機(jī)上的物體所經(jīng)歷的扭轉(zhuǎn)振蕩。特別地，該系統(tǒng)從通信耦合到該系統(tǒng)的控制器接收控制命令（例如，速度命令、位置命令、旋轉(zhuǎn)命令等）。然后，系統(tǒng)計(jì)算出一個(gè)扭振阻尼信號(hào)。與先前已知的用于控制擺運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)不同，新設(shè)備使用的算法至少部分依賴于物體的質(zhì)量相關(guān)值。一旦計(jì)算出扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)，修改后的信號(hào)就會(huì)被傳輸?shù)诫姍C(jī)控制器或驅(qū)動(dòng)器，然后電機(jī)控制器使用計(jì)算出的扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)來操作電機(jī)，從而減少或有效消除物體的扭轉(zhuǎn)振蕩，否則這種振蕩將由未修改的控制信號(hào)引入。

19、（2）本發(fā)明的用于抑制起重機(jī)扭轉(zhuǎn)振蕩的系統(tǒng)包含電機(jī)控制時(shí)，抑制在水平面上旋轉(zhuǎn)的物體的扭轉(zhuǎn)振蕩的電子模塊。所述電子模塊包括外殼、位于外殼內(nèi)的處理器。以及一個(gè)存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)與物體質(zhì)量相關(guān)的值。處理器可以配置為接收所述對(duì)象的質(zhì)量依賴值，將所述對(duì)象的質(zhì)量依賴值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，使用至少部分基于所述對(duì)象的質(zhì)量依賴值的算法計(jì)算扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)，并將所述扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)傳輸給所述電機(jī)控制器。在使用中，該信號(hào)抑制所述對(duì)象的扭轉(zhuǎn)振蕩。

20、（3）本發(fā)明的用于抑制起重機(jī)扭轉(zhuǎn)振蕩的系統(tǒng)包括配置為在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)物體的電機(jī)，可操作地耦合到電機(jī)并配置為基于至少一個(gè)輸入控制電機(jī)的電機(jī)控制器，以及通信耦合到電機(jī)控制器的電子模塊。所述電子模塊包括外殼、設(shè)置在所述外殼內(nèi)并配置為存儲(chǔ)所述對(duì)象的質(zhì)量相關(guān)值的存儲(chǔ)器，以及設(shè)置在所述外殼內(nèi)并配置為在所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)信息并從所述存儲(chǔ)器接收信息的處理器。處理器被配置為在水平面上接收對(duì)象或系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量依賴值，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)對(duì)象或系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量依賴值，使用至少部分基于對(duì)象的質(zhì)量依賴值的算法計(jì)算扭轉(zhuǎn)振蕩衰減信號(hào);并將所述扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)傳輸給所述電機(jī)控制器，使所述電機(jī)控制器基于所述扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼信號(hào)操作所述電機(jī)。在使用中，該信號(hào)抑制對(duì)象的扭轉(zhuǎn)振蕩。

21、（4）本發(fā)明的用于抑制起重機(jī)扭轉(zhuǎn)振蕩的系統(tǒng)包括配置為使所述物體懸浮在水平面上的固定機(jī)構(gòu)、可操作地耦合于所述固定機(jī)構(gòu)并配置為操縱所述固定機(jī)構(gòu)使所述物體在水平面上旋轉(zhuǎn)的電機(jī)以及通信耦合于所述控制器的電子模塊。所述電子模塊包括與所述電機(jī)可操作耦合并配置為基于至少一個(gè)輸入操作所述電機(jī)的電機(jī)控制器、設(shè)置在所述外殼內(nèi)并配置為存儲(chǔ)所述對(duì)象的質(zhì)量相關(guān)值的存儲(chǔ)器以及設(shè)置在所述外殼內(nèi)并配置為在所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)信息并從所述存儲(chǔ)器接收信息的處理器。處理器被配置為接收所述對(duì)象的質(zhì)量依賴值，將所述對(duì)象的質(zhì)量依賴值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，使用至少部分基于所述對(duì)象的質(zhì)量依賴值的算法計(jì)算扭振阻尼信號(hào)，并將所述扭振阻尼信號(hào)傳輸給所述電機(jī)控制器。在使用中，該信號(hào)抑制所述物體的扭轉(zhuǎn)振蕩。

22、（4）本發(fā)明的用于抑制起重機(jī)扭轉(zhuǎn)振蕩的系統(tǒng)包括提供具有存儲(chǔ)容量的存儲(chǔ)器、包括所述對(duì)象或所述系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量依賴值的存儲(chǔ)器容量的一部分和使用所述質(zhì)量依賴值計(jì)算扭轉(zhuǎn)振蕩衰減信號(hào)的算法，以及配置為從所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)和檢索所述質(zhì)量依賴值的處理器。在該方法中，處理器接收來自輸入/輸出（io）設(shè)備的命令信號(hào)。作為對(duì)從io設(shè)備接收命令信號(hào)的響應(yīng)，處理器從存儲(chǔ)器中檢索質(zhì)量相關(guān)值和算法。處理器將扭振衰減信號(hào)作為至少部分地基于使用該算法所存儲(chǔ)的質(zhì)量相關(guān)值的函數(shù)來計(jì)算。所述處理器傳送所計(jì)算的扭轉(zhuǎn)振蕩阻尼向電機(jī)控制發(fā)送信號(hào)。所述電機(jī)控制器至少部分地基于所計(jì)算的扭轉(zhuǎn)振蕩抑制信號(hào)來操作所述電機(jī)，從而在水平面上抑制所述物體或所述系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部件的扭轉(zhuǎn)振蕩。

23、上述說明僅是本技術(shù)實(shí)施例技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本技術(shù)實(shí)施例的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本技術(shù)的具體實(shí)施方式。