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防止起重机负载摆动的反馈控制指令开关 摘要——当起重机在搬运物体工作时，有效载荷经常大振幅度振动。用开环的方法处理这一问题的效果并不理想，闭环方法也被使用，但发动机需要变速工作。本文叙述了在发动机关闭之后持续适时控制单速电机消除实际载荷振动的反馈方法，抑制振动的实验验证方案是在桥式起重机上进行的。 一、绪论 起重机经常被用来在复杂的工作空间搬运物体。一个经常存在的问题就是起重机在负载情况下可以自由摆动。这些摆动构成了安全隐患并能影响到载荷变化或其他在工作场所物体。实际上，一名经验丰富的起重机操作员必需在控制器的帮助下才能保持摆动幅度。最近，有了不同的用于增强操作员技术的控制方法，这些方法分为开环和闭环。 开环采用的办法是输入整形，这种方法被证明在起重机移动时和移动后能有效的减少载荷摆动。整形可以有计划的提高充足的建模不准确性（即缆索长度变化的频率）。另一个办法是开环优化控制，这是基于数学模型系统计算出的离线运动轨迹。但是，如果模型不是准确的，其性能也将受到影响。这种情况也是输入整形，但程度较轻。在此外，最优控制没有使用当前的起重机操作员界面，因为事先是不知道路径的。 反馈控制需要预防的是系统模拟的不确定性和外部干扰。控制器控制小车的位置速度和缆索摆动角或控制小车吊具产生倾斜的命令，以减少负载摆动。吸波控制器调整小车速度，吸收任何正在返回的有效载荷振动，从而消除摆动。给定延迟角，测量后面的理想位置，也同样可以证明有效减少了负载的摆动。索伦森等人开发了一种控制系统，结合了整形和PD反馈控制。反馈控制使用了在高处摄像头的测量，并比较了起重机的模拟成型响应。 帕克及Chang提出了一个远程处理输入整形的“弱命令”，用另一种方法减少了干扰的影响。为了弥补卸载时的摆动，他们引入同等规模的脉冲诱导振动，并且在相反的方向上卸载振动。他们用此方法来减少约75 ％的摆动以展示它的潜力。然而，适时的脉冲易于校准的问题依然存在。 所有的反馈方法需要速度加速度的精确控制。这里的研究是基于使用测量载荷摆动产生命令简单的开关电机消除载荷摆动，使其适用于更广泛的系列起重机。 二、 基于矢量的输入整形器的计算 布克提供了一个分析框架振荡矢量。singhose等人提供了解如何才能实现对振动消除矢量分析的输入整形器。冲动的应用规模A1的二阶阻尼系统单位质量会诱发反应 (1) 这有一个幅度和相位角为零。同样的，如果一次冲动级2是适用于时间时刻，然后它会导致输出 (2) 这有一个幅度A2和相位角θ=ω时刻。本幅度和角度可以转化为矢量符号如图1。总结这些向量进行总振动响应，如在图2。对应的时间响应这些冲动是在图3。后一秒脉冲，总响应匹配振幅和相位等AR。 如果系统有阻尼，那么这种方法需要被改性。首先，θ角度变化 (3) 其次，阻尼的振幅衰减随着时间的原因。考虑到衰减，计算使用有效幅度当t=0，结果在规定的幅度时刻T2 (4) 一个成型机可以设计这样的总和所有有效的冲动导致零振动，如在图4。为此，该a3eff选择是不同于，图2。得到这一规模取消冲动，它必须被转换到时间就会出现使用（3）和 （5） 在现实中，系统不移动的冲量。创建一个实际的命令，脉冲序列卷积与所需的命令。例如图5显示一步命令卷积与脉冲产的步命令。由此产生的命令不产生任何残留振动。 图一 脉冲序列和相应的矢量图 图二 总结2载体获得总的反应 图三 响应时间脉冲（改编自[ 18]） 消除载荷摆动 本研究的目的不是创造的命令结果在无残余振荡点对点运动。相反，实测载荷摆动是用来创建命令，取消任何简单的开关电动机一旦发生振荡。当创建这样的命令，巨大的执行力向量不能任意选择，如电机只能打开和关闭。然而，把汽车或关闭将导致有效载荷振荡，它可以表示为矢量。不像纯冲振动，这些载体将不会得零分相位角，为使电机不立即停止或加快速度。因此，由时间命令完成，有效载荷将有一些位移和速度，给出一个向量表示类似于图6。向量旋转电机应该有一个类似的规模，但相反，假设和加速度减速动态相似。如果不是，它可以代表了自己