基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法及系统与流程

本发明涉及吊梁小车控制，尤指基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法及系统。

背景技术：

1、在大跨度吊梁或桥式起重设备中，吊梁两端通常分别设置独立驱动的电动小车，两台小车通过各自电机沿轨道运行，共同带动吊梁及其吊载物移动。现有同步控制方案一般以编码器、变频器或电机控制器采集到的位置、速度、电机转速等数据为依据，计算两侧小车的位置偏差或速度偏差，并通过主从控制、交叉耦合控制、pid控制或模糊控制等方式调节两侧电机输出，使两端小车尽量保持一致运行。该类方案适用于一般双电机同步控制场景，但在吊梁小车协同运行场景中，吊梁两端小车并不是简单的两个独立执行机构，而是通过同一吊梁及吊载物形成强耦合系统；当轨道局部摩擦变化、轮组磨损、传动阻力差异、载荷偏置或吊梁端部姿态变化出现时，两端小车表现出的同一位置偏差可能对应不同工程原因。若偏差主要由一侧运行阻力增大引起，适当提高该侧电机输出有助于恢复同步；若偏差主要由吊梁偏载、端部倾斜或梁体扭转引起，快速追平滞后一侧反而可能放大吊梁姿态异常，增加啃轨、卡滞、振动放大和保护停机风险。

2、现有技术通常将位置差直接作为控制误差处理，对电机负载变化和吊梁端部姿态变化利用不足，也缺少在偏差形成过程中区分运行阻力型偏差、结构变形型偏差和混合型偏差的处理逻辑，导致同步控制动作与实际偏差来源不完全匹配，难以同时兼顾同步精度、运行平稳性和吊梁结构安全。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法及系统。

2、为实现上述目的，本发明一方面提出了基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法，包括：

3、获取吊梁小车的工作数据，基于所述工作数据计算运行状态量，所述运行状态量包括位置差；

4、获取相邻采样周期内的运行状态量之差，并计算当前采样周期的同步偏差特征量，所述同步偏差特征量包括位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项以及吊梁姿态偏差扩展趋势；

5、基于所述位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项以及吊梁姿态偏差扩展趋势项计算同步偏差来源判定量，控制器基于所述同步偏差来源判定量生成偏差来源类型；

6、从预设的参数表中读取补偿抑制参数，并结合所述位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项以及吊梁姿态偏差扩展趋势项计算双电机协同控制量，基于当前吊梁小车的位置差确定滞后侧和配合侧，基于所述双电机协同控制量、滞后侧和配合侧控制吊梁小车。

7、在一些实施例中，所述工作数据包括吊梁小车位置、电机电流以及倾角。

8、在一些实施例中，所述运行状态量还包括电机电流差以及倾角差。

9、在一些实施例中，所述补偿抑制参数包括同步补偿强度、阻力补偿强度以及降速抑制强度。

10、在一些实施例中，，所述基于所述工作数据计算运行状态量之后，还包括：

11、控制器连续读取多个采样周期的运行状态量；

12、当所述运行状态量在多个采样周期内位置差变化方向一致，且对应的电机电流差或倾角差具有相同趋势时；

13、则对所述运行状态量进行更新；

14、当某一周期出现孤立跳变时，沿用当前采样周期的运行状态量。

15、在一些实施例中，，所述控制器基于所述同步偏差来源判定量生成偏差来源类型，具体包括：

16、控制器将所述位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项以及吊梁姿态偏差扩展趋势项的绝对值进行累加得到当前偏差强度；

17、将所述当前偏差强度与参数表中的偏差启动边界进行比较；

18、基于比较结果，生成偏差来源类型。

19、在一些实施例中，所述同步偏差特征量通过相邻周期的位置差变化量、相邻周期的电机电流差变化量、相邻周期的倾角差变化量、比例常数以及耦合系数进行计算生成。

20、在一些实施例中，所述同步偏差来源判定量通过位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项、吊梁姿态偏差扩展趋势项、第一判定敏感度、第二判定敏感度以及稳定常数进行计算生成。

21、在一些实施例中，所述位置差、电机电流差以及倾角差分别与所述位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项、吊梁姿态偏差扩展趋势项一一对应。

22、为实现上述目的，本发明另一方面还提出了基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行系统，包括：

23、数据采集模块，用于获取吊梁小车的工作数据，基于所述工作数据计算运行状态量，所述运行状态量包括位置差；

24、数据偏差计算模块，用于获取相邻采样周期内的运行状态量之差，并计算当前采样周期的同步偏差特征量，所述同步偏差特征量包括位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项以及吊梁姿态偏差扩展趋势；

25、偏差来源判定模块，用于基于所述位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项以及吊梁姿态偏差扩展趋势项计算同步偏差来源判定量，控制器基于所述同步偏差来源判定量生成偏差来源类型；

26、协同控制模块，用于从预设的参数表中读取补偿抑制参数，并结合所述位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项以及吊梁姿态偏差扩展趋势项计算双电机协同控制量，基于当前吊梁小车的位置差确定滞后侧和配合侧，基于所述双电机协同控制量、滞后侧和配合侧控制吊梁小车。

27、本发明的有益效果在于：

28、本申请以两端小车位置、两端电机电流和吊梁两端倾角作为必要运行数据，形成包含位置差、电流差和倾角差的运行状态量，并进一步根据相邻采样周期的变化关系生成同步偏差特征量，使控制器能够同时识别小车运动差异、驱动负载差异和吊梁姿态差异之间的关联。该同步偏差特征量用于判定当前偏差来源类型，当位置偏差扩展与电流偏差扩展关联更强时，将其归入运行阻力型偏差；当位置偏差扩展与倾角偏差扩展关联更强时，将其归入结构变形型偏差；当两类关联同时存在且主导关系接近时，将其归入混合型偏差。在此基础上，控制器根据偏差来源类型和同步偏差特征量生成双电机协同控制量，并结合当前位置差方向确定滞后侧和配合侧，对运行阻力型偏差执行滞后侧补偿控制，对结构变形型偏差执行两侧共同降速和单侧追平限制，对混合型偏差执行降速条件下的受限补偿。上述方案使吊梁小车双电机同步控制由单纯按位置差追平，转化为按偏差来源选择控制动作，能够针对轨道阻力差异、轮组阻力变化、吊梁偏载和端部姿态异常等实际工程问题进行协同处理，从而降低错误纠偏引起的梁体扭转、啃轨和振动风险，提高大跨度吊梁小车协同运行的稳定性和安全性。

1.基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法，其特征在于，所述工作数据包括吊梁小车位置、电机电流以及倾角。

3.根据权利要求1所述的基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法，其特征在于，所述运行状态量还包括电机电流差以及倾角差。

4.根据权利要求1所述的基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法，其特征在于，所述补偿抑制参数包括同步补偿强度、阻力补偿强度以及降速抑制强度。

5.根据权利要求1所述的基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法，其特征在于，所述基于所述工作数据计算运行状态量之后，还包括：

6.根据权利要求1所述的基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法，其特征在于，所述控制器基于所述同步偏差来源判定量生成偏差来源类型，具体包括：

7.根据权利要求1所述的基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法，其特征在于，所述同步偏差特征量通过相邻周期的位置差变化量、相邻周期的电机电流差变化量、相邻周期的倾角差变化量、比例常数以及耦合系数进行计算生成。

8.根据权利要求1所述的基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法，其特征在于，所述同步偏差来源判定量通过位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项、吊梁姿态偏差扩展趋势项、第一判定敏感度、第二判定敏感度以及稳定常数进行计算生成。

9.根据权利要求1所述的基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行方法，其特征在于，所述位置差、电机电流差以及倾角差分别与所述位置偏差扩展趋势项、驱动负载差异扩展趋势项、吊梁姿态偏差扩展趋势项一一对应。

10.基于双电机同步控制的吊梁小车协同运行系统，其特征在于，包括：