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公开(公告)号：CN108469736B
公开(公告)日：2020-06-30
申请号：CN201810399899.7
申请日：2018-04-28
Applicant: 南开大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于状态观测的船用吊车消摆定位控制方法和系统，包括以下步骤：基于船用吊车系统动力学模型构造包括控制目标、绳长限制的能量函数及状态观测器，根据所述能量函数设计驱动吊杆和吊绳运动的非线性动态反馈控制方法；接收设定的船用吊车系统的系统参数；获取吊杆俯仰角、吊绳长度以及负载的摆角的测量值；根据所述非线性动态反馈控制方法得到控制吊杆和吊绳运动的输入信号；根据所述输入信号实现负载的准确定位并快速消除其残余摆动。本发明可以处理速度信号无法被直接测量的情况，同时实现负载的准确定位与快速消摆。
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公开(公告)号：CN108439209B
公开(公告)日：2019-05-17
申请号：CN201810400807.2
申请日：2018-04-28
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种欠驱动船用吊车有限时间内定位控制方法、装置及系统，该方法包括：步骤(1)：基于船用吊车系统可驱动部分的动力学模型构造二阶滑模面，并引入与定位误差信号相关的非线性有界函数构造非线性控制器；步骤(2)：接收设定的船用吊车系统的物理参数；步骤(3)：接收实时采集的吊杆俯仰角、吊绳长度、负载摆角和海浪干扰引起的船体横滚角；步骤(4)：将接收的数据通过所提非线性控制器，计算控制吊杆俯仰运动和吊绳长度的输入力和力矩；步骤(5)：驱动吊杆和吊绳在有限时间内移动到目标位置，并且可以消除负载的残余摆动。
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公开(公告)号：CN109335967A
公开(公告)日：2019-02-15
申请号：CN201811361433.4
申请日：2018-11-15
Applicant: 南开大学
CPC classification number: B66C13/16 , G06T1/0014 , G06T7/246 , G06T7/73 , G06T2207/20081
Abstract: 本公开提供了一种柔性吊车下摆角测量、自动控制以及评价系统与方法，本公开可以模拟实际柔性吊车运行，同时利用视觉标定和机器学习拟合出吊绳弯曲特性，将此特性用于吊绳下端摆角的测量。依据该测量值，能够将其作为控制性能定量评价指标，对控制器性能进行定量评价，并据此修改、优化控制器参数，进行柔性吊车系统的自动或优化控制。
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公开(公告)号：CN107024865A
公开(公告)日：2017-08-08
申请号：CN201710300394.6
申请日：2017-05-02
Applicant: 南开大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种欠驱动桅杆式起重机定位消摆非线性控制方法，属于机电系统控制领域。该方法包括：根据起重机的动力学模型构造能量函数，并充分利用可驱动变量（吊杆旋转角和俯仰角）和不可驱动变量（负载径向摆角和切向摆角）之间的耦合关系，构造李雅普诺夫候选函数，从而设计出一种新型的非线性控制器。除此之外，为对吊杆转动的超调量进行有效限制，在控制器中加入限幅项，防止吊杆在目标位置附近来回摆动。此方法可以实现准确定位控制与快速消摆控制。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106769153A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201710059331.6
申请日：2017-01-24
Applicant: 南开大学
IPC: G01M99/00
CPC classification number: G01M99/007 , G01M99/008
Abstract: 一种船用起重机自动控制实验系统，包括起重机模拟装置(用于模拟真实起重机的运动特性，也是整个系统的控制主体)、船体运动模拟装置(用于模拟真实船体在海上工作时的运动状况，并作为起重机模拟装置的工作环境)、运动状态测量装置(用于测量起重机和船体模拟装置的实时运动信息，并发送给控制系统作为反馈信号)、控制系统(用于实时处理各类反馈信号，合成相应的控制命令并将其发送至伺服电机，从而使得起重机和船体模拟装置产生期望的运动)。本发明能够真实地体现船用起重机在海面工作环境下的运动特性，并且方便各种相应控制算法的实验验证。
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公开(公告)号：CN104444817B
公开(公告)日：2016-08-24
申请号：CN201410649866.5
申请日：2014-11-14
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种欠驱动吊车自适应消摆定位控制方法。该方法包括：构造一种新型的储能函数，在此基础上，充分考虑轨道长度限制、参数未知/不确定等因素，设计一种新型的自适应消摆控制方法，增强台车运动与负载摆动之间的耦合关系，能保证台车准确定位，快速消除负载摆动，并可通过更新律在线补偿参数未知/不确定性因素带来的影响。相比已有方法，该方法能保证台车运动不超出轨道长度限制范围，可取得良好的控制效果，并对参数不确定性与外界扰动具有良好的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN105069840A
公开(公告)日：2015-11-18
申请号：CN201510582900.6
申请日：2015-09-14
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于曲率特征的三维正态分布变换点云配准方法。该方法包括：根据设定的曲率阀值，分别提取模型点云和目标点云的曲率特征点；将模型点云曲率特征点的表示形式转换为正态分布组合形式；通过优化目标函数求取最优变换矩阵，使得目标点云中点的坐标值准确地变换到模型点云坐标系下。相比于已有的三维正态分布变换点云配准方法，该方法排除了大量冗余点的干扰，降低了参与配准过程的点集的数量，有效地缩短了配准算法的运行时间。
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公开(公告)号：CN104444817A
公开(公告)日：2015-03-25
申请号：CN201410649866.5
申请日：2014-11-14
Applicant: 南开大学
IPC: B66C13/18
CPC classification number: B66C13/22 , B66C13/063
Abstract: 一种欠驱动吊车自适应消摆定位控制方法。该方法包括：构造一种新型的储能函数，在此基础上，充分考虑轨道长度限制、参数未知/不确定等因素，设计一种新型的自适应消摆控制方法，增强台车运动与负载摆动之间的耦合关系，能保证台车准确定位，快速消除负载摆动，并可通过更新律在线补偿参数未知/不确定性因素带来的影响。相比已有方法，该方法能保证台车运动不超出轨道长度限制范围，可取得良好的控制效果，并对参数不确定性与外界扰动具有良好的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN102795544B
公开(公告)日：2014-05-07
申请号：CN201210292959.8
申请日：2012-08-16
Applicant: 南开大学
Abstract: 基于轨迹在线规划的桥式吊车高效消摆控制方法。该方法包括：构造一个摆角消除环节，可有效地抑制负载的大幅度摆动，并快速地消除台车到达目标位置之后负载的残余摆角；将摆角消除环节与定位参考轨迹以线性方式组合在一起，生成最终轨迹，可保证台车的精确定位，同时能够有效地消除负载的摆角与残余摆角。相比已有的吊车轨迹规划技术，该方法可在线地生成消摆轨迹，其简单易行、在线运算量小、台车运送效率高、消摆速度快，非常适用于吊车系统的实时控制。
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