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公开(公告)号：CN105347181B
公开(公告)日：2018-07-20
申请号：CN201510888543.6
申请日：2015-12-07
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种自动吊钩系统。该系统包括：吊钩工作执行单元(1)，用于执行吊钩作业；吊钩信息检测单元(16)，用于检测系统信息；系统控制单元(32)，用于控制吊钩系统工作；人机交互操作单元(44)，用于系统的人机交互操作；以及吊钩壳体单元(49)，用于吊钩的外部支撑。包括：一种自动吊钩装置，完成吊钩基本操作功能；传感设备采集吊钩工作场景信息，返回给吊车控制人员，实时跟踪作业情况；系统控制器根据负载质量信息，做出吊钩控制动作，自动完成吊钩的无人化作业。本发明解决了传统吊钩无法实现自动化操作的技术问题，可用在危险复杂环境，安全性能高，便于制造、安装、拆卸以及维护。
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公开(公告)号：CN107943034A
公开(公告)日：2018-04-20
申请号：CN201711177997.8
申请日：2017-11-23
Applicant: 南开大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 一种移动机器人沿给定路径的完备且最短时间轨迹规划方法，包括：1.将多维轨迹规划问题转换为路径位置和路径速度的两维问题；1.1以路径位置s，路径速度和路径加速度表示机器人系统；1.2机器人系统的运动学和动力学约束转为路径速度和路径加速度约束；1.3计算最大和最小路径加速度以及最大速度限制曲线MVC*(s)；2.以最大路径加速度正向积分加速曲线；3.从加速曲线与MVC*(s)相交点开始，沿MVC*(s)寻找路径加速度切换区域；4.以最小路径加速度反向积分减速曲线；5.当遍历到路径终点时，结束；本发明所提的规划方法能够为给定路径实时输出时间最短轨迹，且该规划方法具有完备性。
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公开(公告)号：CN106315414B
公开(公告)日：2017-12-05
申请号：CN201610705306.6
申请日：2016-08-23
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于滑模面的桥式吊车控制方法。针对桥式吊车运送过程的定位和消摆任务，本发明提出了一种新颖的基于滑模面的控制方法。首先通过坐标变换将原吊车模型转换成一种类线性的模式，然后设计一种新颖的滑模面，并构造出相应的非线性控制算法使得系统状态始终保持在滑模面上，最后，通过李雅普诺夫方法严格证明，只要参数选取满足本发明所给出的条件，系统平衡点可达到近似指数稳定。相比于现有吊车控制方法(只能保证渐近收敛)，本发明的收敛速度更快(近似指数收敛)。而且本发明的控制输入相对一般全状态反馈方法更加平滑，有利于实际应用。仿真和实验结果均表明，本发明定位速度快、消摆效果好，且对各类外界干扰具有很强的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN106429851B
公开(公告)日：2017-11-17
申请号：CN201611158901.9
申请日：2016-12-15
Applicant: 南开大学
IPC: B66C13/44 , B66C13/48 , G05B19/042
Abstract: 一种基于远程遥操作的桥式吊车自动控制系统，为一种新型的桥式吊车控制方式，控制系统包括有桥式吊车硬件控制系统以及远程遥操作实现系统，其中桥式吊车硬件控制系统，为独立设计开发的硬件控制电路以及硬件数据采集电路，用于采集桥式吊车的状态信息，并根据所选离线控制模式进行控制信号的输出，控制桥式吊车系统按预定要求运行；远程遥操作实现系统，用于实现平台数据的网络远程通信，实现不同地区用户对系统的访问操作。本发明提出一种新型的桥式吊车自动控制硬件系统，并且基于远程遥操作，使得不同地区的研究人员均能访问桥式吊车系统(可以为实验室桥式吊车实验平台或是工业桥式吊车平台)，完成相应任务。
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公开(公告)号：CN107065553A
公开(公告)日：2017-08-18
申请号：CN201710273827.3
申请日：2017-04-20
Applicant: 南开大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种多旋转激励平移振荡器系统非线性耦合自适应控制方法，属于欠驱动机械系统自动控制技术领域。该方法包括：充分考虑到系统存在未知参数及不确定性因素，引入耦合项构造一种新型的储能函数，设计一种非线性耦合自适应控制方法，增强了系统的暂态性能，实现了多旋转激励平移振荡器(Translational Oscillator with Rotational Actuator，TORA)系统的镇定控制问题，能够使多TORA系统在给定初始位置或受到干扰时能够快速、准确地回到平衡位置并保持稳定，同时，更新律可针对未知参数及不确定性因素对系统带来的影响进行在线补偿。实验结果证明，所提方法具有良好的控制性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106976804A
公开(公告)日：2017-07-25
申请号：CN201710259680.2
申请日：2017-04-20
Applicant: 南开大学
CPC classification number: B66C13/22 , B66C13/063
Abstract: 一种双摆吊车能耗最优轨迹规划方法，属于欠驱动机械系统自动控制技术领域。该方法包括：充分考虑吊车系统的双摆特性及实际生产中对能耗的需求，设计了一种针对双摆吊车系统的能耗最优轨迹规划方法，实现了双摆吊车定位与消摆的控制目标。首先，为方便分析计算，对系统动力学方程进行变换。接下来根据系统各状态量约束、初始状态及目标状态，构造相应的优化问题。最后将优化问题转化成凸优化问题的形式并利用凸优化工具进行求解。本方法可确保双摆吊车系统由初始状态到达目标状态，运行过程中消耗的能量最小且系统状态均约束在给定的范围内，同时有效抑制并消除系统的残余摆动。
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公开(公告)号：CN105523479B
公开(公告)日：2017-07-18
申请号：CN201610016445.8
申请日：2016-01-12
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于PLC与变频电机的桥式吊车自动控制系统。所述桥式吊车系统由变频电机驱动，系统规划布局合理，有相关安全保护措施。存在自动及手动两个操作模式，通过遥控器对应按钮进行切换，系统在自动模式下由DSP给出速度指令及方向指令，在手动模式下由遥控器通过PLC给出控制指令。自动模式下可根据吊车实时状态及操作需求设计相关算法，并控制变频电机做出相应动作。本发明解决一类32t桥式吊车自动控制问题，方法具有结构简单，设计合理，可实时控制电机转速的特点。
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公开(公告)号：CN106618941A
公开(公告)日：2017-05-10
申请号：CN201610828718.9
申请日：2016-09-18
Applicant: 南开大学
IPC: A61H1/00
CPC classification number: A61H1/00 , A61H2201/1207 , A61H2201/50 , A61H2201/5071
Abstract: 本发明为一种基于力位耦合的绳牵引串联弹性驱动器。其中包括滑轨、动板、压簧、磁栅尺、压力传感器、电缸、卷绳电机和绞盘。吊绳通过卷绳电机驱动的绞盘、电缸一侧的滑轮、动板上的滑轮、压力传感器顶端滑轮和拉力传感器，最终连接到目标物体上。此串联弹性驱动器只有一个自由度却需要完成位置随动和拉力控制两个目标，是典型的欠驱动系统，本发明采用绳牵引串联弹性驱动的设计，使用电缸同时控制吊绳的拉力和位置。通过在吊绳上串联一个弹性元件，将吊绳位置和吊绳拉力耦合起来，将吊绳位置和吊绳拉力的复合控制转化为对串入拉簧的形变量的控制，在位置跟随的同时实现精确的力输出控制。
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公开(公告)号：CN106429851A
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201611158901.9
申请日：2016-12-15
Applicant: 南开大学
IPC: B66C13/44 , B66C13/48 , G05B19/042
CPC classification number: B66C13/48 , B66C13/44 , B66C2700/088 , G05B19/0423
Abstract: 一种基于远程遥操作的桥式吊车自动控制系统，为一种新型的桥式吊车控制方式，控制系统包括有桥式吊车硬件控制系统以及远程遥操作实现系统，其中桥式吊车硬件控制系统，为独立设计开发的硬件控制电路以及硬件数据采集电路，用于采集桥式吊车的状态信息，并根据所选离线控制模式进行控制信号的输出，控制桥式吊车系统按预定要求运行；远程遥操作实现系统，用于实现平台数据的网络远程通信，实现不同地区用户对系统的访问操作。本发明提出一种新型的桥式吊车自动控制硬件系统，并且基于远程遥操作，使得不同地区的研究人员均能访问桥式吊车系统(可以为实验室桥式吊车实验平台或是工业桥式吊车平台)，完成相应任务。
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公开(公告)号：CN106315414A
公开(公告)日：2017-01-11
申请号：CN201610705306.6
申请日：2016-08-23
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于滑模面的桥式吊车控制方法。针对桥式吊车运送过程的定位和消摆任务，本发明提出了一种新颖的基于滑模面的控制方法。首先通过坐标变换将原吊车模型转换成一种类线性的模式，然后设计一种新颖的滑模面，并构造出相应的非线性控制算法使得系统状态始终保持在滑模面上，最后，通过李雅普诺夫方法严格证明，只要参数选取满足本发明所给出的条件，系统平衡点可达到近似指数稳定。相比于现有吊车控制方法(只能保证渐近收敛)，本发明的收敛速度更快(近似指数收敛)。而且本发明的控制输入相对一般全状态反馈方法更加平滑，有利于实际应用。仿真和实验结果均表明，本发明定位速度快、消摆效果好，且对各类外界干扰具有很强的鲁棒性。
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