權(quán)利要求

1.轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法，其特征在于，包括： 步驟S10、在車輛行駛過(guò)程中，獲取車輛瞬態(tài)速度和車輛狀態(tài)信息，在每個(gè)采樣周期求取各偏差量，計(jì)算車輛準(zhǔn)確位置信息； 步驟S20、在車輛行駛至零位限位，求取距離偏差，并執(zhí)行偏差系數(shù)自學(xué)習(xí)修正。

2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法，其特征在于，所述步驟S10包括： 步驟S101、控制器讀取變頻器反饋的車輛電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息； 步驟S102、設(shè)置采樣周期t，在每個(gè)采樣周期采集車輛瞬態(tài)速度； 步驟S103、根據(jù)車輛瞬態(tài)速度，運(yùn)行方向狀態(tài)，計(jì)算經(jīng)過(guò)本次采樣后的車輛初步位置； 步驟S104、根據(jù)車輛狀態(tài)信息計(jì)算在該采樣周期內(nèi)的各偏差量； 步驟S105、根據(jù)車輛初步位置和偏差量計(jì)算在該采樣周期的車輛準(zhǔn)確位置，并輸出車輛準(zhǔn)確位置信息。 

3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法，其特征在于，所述步驟S103中，車輛初步位置的計(jì)算公式為：  其中，n為采樣次數(shù)，S0為車輛初始距離；Ls為車輛以基準(zhǔn)速度Vs在t時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的距離；Vt為車輛的瞬態(tài)速度，K為方向系數(shù)，表示車輛運(yùn)行方向。 

4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法，其特征在于，所述Ls的獲取方式包括： (1)已知在基準(zhǔn)速度Vs下，車輛運(yùn)行一段固定距離l所需要的時(shí)間為t l，則Ls＝l*t/t l； (2)已知電機(jī)的額定角速度V N、電機(jī)軸承半徑r和機(jī)械傳動(dòng)比η，以電機(jī)的額定角速度V N作為基準(zhǔn)速度Vs，則 其中，半徑r的單位為毫米，V N的單位為轉(zhuǎn)/分，Ls的單位為米，t的單位為秒。 

5.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法，其特征在于， 所述步驟S105中車輛準(zhǔn)確位置的計(jì)算公式為：  其中，Es為啟動(dòng)偏差系數(shù)，表示車輛每次啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的偏差；Et為停車偏差系數(shù)，表示每次停車減速滑行時(shí)產(chǎn)生偏差；Ev為速度偏差系數(shù)，表示車輛軌道有雜物時(shí)產(chǎn)生的堵轉(zhuǎn)偏差；m為啟動(dòng)次數(shù)。 

6.如權(quán)利要求3或5所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法，其特征在于，所述步驟S20包括： 控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)兩個(gè)偏差數(shù)據(jù)組，分別表示為：{ΔS n-1,Es n-1,Et n-1,Ev,k n-1}和{ΔS n-2,Es n-2,Et n-2,Ev,k n-2}，兩偏差數(shù)據(jù)組中，ΔS表示邏輯初始零位與車輛實(shí)際運(yùn)行距離的偏差ΔS；k表示本次行程方向系數(shù)之和的絕對(duì)值  車輛觸發(fā)零位限位時(shí)，將當(dāng)前ΔS和兩個(gè)偏差數(shù)據(jù)組中的ΔS n-1和ΔS n-2進(jìn)行絕對(duì)值比較，若當(dāng)前ΔS的絕對(duì)值小于ΔS n-1和ΔS n-2中的一個(gè)，則采用當(dāng)前ΔS數(shù)據(jù)組替換ΔS n-1和ΔS n-2中絕對(duì)值大的那組數(shù)據(jù)；求取下個(gè)車輛行程使用的啟動(dòng)偏差系數(shù)Es和停車偏差系數(shù)Et，計(jì)算方法如下：Es＝(Es n-1*k n-1+Es n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)；Et＝(Et n-1*k n-1+Et n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)； 其中，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)的兩個(gè)偏差數(shù)據(jù)組，取生產(chǎn)工藝中允許車輛最大定位誤差對(duì)應(yīng)的兩個(gè)數(shù)據(jù)組作為第一次計(jì)算的初始數(shù)據(jù)：最大正偏差數(shù)據(jù)組{ΔS max,Es max,Et max,Ev,k max}，最大負(fù)偏差數(shù)據(jù)組{ΔS min,Es min,Et min,Ev,k min}。 

7.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法，其特征在于， 若當(dāng)前ΔS同時(shí)大于等于ΔS n-1和ΔS n-2的絕對(duì)值，ΔS n-1和ΔS n-2數(shù)據(jù)不發(fā)生替換；求取偏差系數(shù)Es＝(Es n-1*k n-1+Es n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)；Et＝(Et n-1*k n-1+Et n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)；然后根據(jù)ΔS的正負(fù)值對(duì)偏差系數(shù)進(jìn)行單次遞增或遞減。 

8.如權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法，其特征在于，單次遞增或遞減的幅度不大于5％。 

9.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法，其特征在于，偏差系數(shù)自動(dòng)修正后的取值不能超過(guò)ΔS max和ΔS min對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)偏差系數(shù)和停車偏差系數(shù)。 

10.轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制系統(tǒng)，其特征在于，包括PLC控制器、變頻器、車輛制動(dòng)器、車輛和第一開關(guān)； 所述PLC控制器用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法； 所述變頻器用于控制變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛行走，并向所述PLC傳遞車輛的運(yùn)行參數(shù)信息； 所述車輛制動(dòng)器用于執(zhí)行所述PLC控制器發(fā)出的關(guān)閉命令，控制車輛平穩(wěn)停車； 所述第一開關(guān)設(shè)置于地面軌道的末端，作為車輛的停車位，即控制邏輯的初始零位。 

11.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)閉命令是PLC控制器檢測(cè)車輛運(yùn)行信號(hào)消失且運(yùn)行速度降低至停車閾值后發(fā)出的控制命令。 

12.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二開關(guān)，所述第二開關(guān)設(shè)置于地面軌道上，位于第一開關(guān)的外側(cè)，作為極限保護(hù)位。 

13.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少一個(gè)第三開關(guān)，所述第三開關(guān)設(shè)置于地面軌道上，位于第一開關(guān)的內(nèi)側(cè)，作為減速位。

說(shuō)明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)爐車間地面車輛有鋼包車、渣車、廢鋼車，是轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過(guò)程重要的輔助設(shè)備。鋼包車將轉(zhuǎn)爐吹煉完成后的鋼水運(yùn)輸至吊包位，等待吊運(yùn)至精煉或連鑄等下步冶煉工序。渣車將冶煉產(chǎn)生的鋼渣運(yùn)送至爐渣跨，進(jìn)行下一步鋼渣處理。廢鋼車將廢鋼運(yùn)送至轉(zhuǎn)爐車間，然后通過(guò)吊車將廢鋼加入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉。地面車輛能否正常工作將直接影響煉鋼生產(chǎn)工序和生產(chǎn)節(jié)奏。轉(zhuǎn)爐地面車輛采用PLC和變頻器控制變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛行走。

目前轉(zhuǎn)爐地面車輛一般采用行程開關(guān)，接近開關(guān)和激光測(cè)距儀進(jìn)行定位。行程開關(guān)和接近開關(guān)信號(hào)接入PLC控制器，車輛運(yùn)行過(guò)程中，若機(jī)械部件觸碰行程開關(guān)或者到達(dá)接近開關(guān)的感應(yīng)距離時(shí)，開關(guān)發(fā)出電控信號(hào)。PLC根據(jù)電平信號(hào)變化，判斷開關(guān)是否被觸發(fā)，以此判斷車輛位置，控制車輛速度和啟停。激光測(cè)距，在車輛軌道端頭安裝激光發(fā)射裝置，發(fā)射裝置中的光電元件實(shí)時(shí)接收車輛反射的激光束，根據(jù)發(fā)送和接收光束的時(shí)間差，計(jì)算車輛運(yùn)行的距離，PLC根據(jù)裝置反饋的距離計(jì)算鋼包車運(yùn)行的位置。

轉(zhuǎn)爐地面車輛，特別是鋼包車和渣車，常年處于高溫，粉塵的惡劣環(huán)境，行程開關(guān)和限位開關(guān)只能安裝在吊包位、吹氬位等個(gè)別位置，無(wú)法全程定位，特別是在關(guān)鍵的轉(zhuǎn)爐爐下區(qū)域，運(yùn)行位置處于盲區(qū)，完全靠人工判斷。而且在高溫，粉塵，鋼渣等惡劣環(huán)境下，行程開關(guān)和接近開關(guān)經(jīng)常出現(xiàn)燒壞或撞壞事故。

激光測(cè)距儀在惡劣環(huán)境下同樣會(huì)受到干擾，特別是在轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)，受鋼花外濺，煙塵的影響，容易反射錯(cuò)誤的信號(hào)。當(dāng)車輛運(yùn)行的軌跡較長(zhǎng)時(shí)，更明顯，若出現(xiàn)異物干擾阻擋激光發(fā)射或接收，容易接收錯(cuò)誤的信息。而且，對(duì)于需要反射板的激光測(cè)距儀，鋼包車一直處于高溫狀態(tài)，反射板經(jīng)過(guò)高溫烘烤變形，出現(xiàn)故障，引起生產(chǎn)中斷，甚至安全事故。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法和系統(tǒng)，可克服環(huán)境干擾，同時(shí)克服車輛長(zhǎng)期運(yùn)行中機(jī)械性能下降帶來(lái)的誤差，在地面車輛運(yùn)行過(guò)程中準(zhǔn)確的獲取車輛運(yùn)行位置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法，包括：

步驟S10、在車輛行駛過(guò)程中，獲取車輛瞬態(tài)速度和車輛狀態(tài)信息，在每個(gè)采樣周期求取各偏差量，計(jì)算車輛準(zhǔn)確位置信息；

步驟S20、在車輛行駛至零位限位，求取距離偏差，并執(zhí)行偏差系數(shù)自學(xué)習(xí)修正。

進(jìn)一步的，所述步驟S10包括：

步驟S101、控制器讀取車輛電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信息；

步驟S102、設(shè)置采樣周期t，在每個(gè)采樣周期獲取車輛瞬態(tài)速度；

步驟S103、根據(jù)車輛瞬態(tài)速度，運(yùn)行方向狀態(tài)，計(jì)算經(jīng)過(guò)本次采樣后的車輛初步位置；

步驟S104、根據(jù)車輛狀態(tài)信息計(jì)算在該采樣周期內(nèi)的各偏差量；

步驟S105、根據(jù)車輛初步位置和偏差量計(jì)算在該采樣周期的車輛準(zhǔn)確位置，并輸出車輛準(zhǔn)確位置信息。

進(jìn)一步的，所述步驟S103中，車輛初步位置的計(jì)算公式為：

其中，n為采樣次數(shù)，S0為車輛初始距離；Ls為車輛以基準(zhǔn)速度Vs在t時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的距離；Vt為車輛的瞬態(tài)速度，K為方向系數(shù)，表示車輛運(yùn)行方向。

進(jìn)一步的，所述Ls的獲取方式包括：

(1)已知在基準(zhǔn)速度Vs下，車輛運(yùn)行一段固定距離l所需要的時(shí)間為t l，則Ls＝l*t/t l；

(2)已知電機(jī)的額定角速度V N、電機(jī)軸承半徑r和機(jī)械傳動(dòng)比η，以電機(jī)額定角速度V N為基準(zhǔn)速度Vs，則 其中，半徑r的單位為毫米，V N的單位為轉(zhuǎn)/分，Ls的單位為米，t的單位為秒。

進(jìn)一步的，所述步驟S105中車輛準(zhǔn)確位置的計(jì)算公式為：

其中，Es為啟動(dòng)偏差系數(shù)，表示車輛每次啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的偏差；Et為停車偏差系數(shù)，表示每次停車減速滑行時(shí)產(chǎn)生偏差；Ev為速度偏差系數(shù)，表示車輛軌道有雜物時(shí)產(chǎn)生的堵轉(zhuǎn)偏差；m為啟動(dòng)次數(shù)。

進(jìn)一步的，所述步驟S20包括：

控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)兩個(gè)偏差數(shù)據(jù)組，分別表示為：{ΔS n-1,Es n-1,Et n-1,Ev,k n-1}和{ΔS n-2,Es n-2,Et n-2,Ev,k n-2}，兩數(shù)據(jù)組中，ΔS表示邏輯初始零位與車輛實(shí)際運(yùn)行距離的偏差ΔS；k表示本次行程方向系數(shù)之和的絕對(duì)值 

車輛觸發(fā)零位限位時(shí)，將當(dāng)前ΔS和兩個(gè)偏差數(shù)據(jù)組中的ΔS n-1和ΔS n-2進(jìn)行絕對(duì)值比較，若當(dāng)前ΔS的絕對(duì)值小于ΔS n-1和ΔS n-2中的一個(gè)，則采用當(dāng)前ΔS數(shù)據(jù)組替換ΔS n-1和ΔS n-2中絕對(duì)值大的那組數(shù)據(jù)；求取下個(gè)車輛行程使用的啟動(dòng)偏差系數(shù)Es和停車偏差系數(shù)Et，計(jì)算方法如下：Es＝(Es n-1*k n-1+Es n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)；Et＝(Et n-1*k n-1+Et n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)；

其中，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)的兩個(gè)偏差數(shù)據(jù)組，取生產(chǎn)工藝中允許車輛最大定位誤差對(duì)應(yīng)的兩個(gè)數(shù)據(jù)組作為第一次計(jì)算的初始數(shù)據(jù)：最大正偏差數(shù)據(jù)組{ΔS max,Es max,Et max,Ev,k max}，最大負(fù)偏差數(shù)據(jù)組{ΔS min,Es min,Et min,Ev,k min}。

進(jìn)一步的，若當(dāng)前ΔS同時(shí)大于等于ΔS n-1和ΔS n-2的絕對(duì)值，ΔS n-1和ΔS n-2數(shù)據(jù)不發(fā)生替換；求取偏差系數(shù)Es＝(Es n-1*k n-1+Es n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)；Et＝(Et n-1*k n-1+Et n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)；然后根據(jù)ΔS的正負(fù)值對(duì)偏差系數(shù)進(jìn)行單次遞增或遞減。

進(jìn)一步的，單次遞增或遞減的幅度不大于5％。

進(jìn)一步的，偏差系數(shù)自動(dòng)修正后的取值不能超過(guò)ΔS max和ΔS min對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)偏差系數(shù)和停車偏差系數(shù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還給出了以下技術(shù)方案：

一種轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、變頻器、車輛制動(dòng)器、車輛和第一開關(guān)；

所述PLC控制器用于執(zhí)行如上技術(shù)方案所述的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法；

所述變頻器用于控制變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛行走，并向所述PLC傳遞車輛的運(yùn)行參數(shù)信息；

所述車輛制動(dòng)器用于執(zhí)行所述PLC控制器發(fā)出的關(guān)閉命令，控制車輛平穩(wěn)停車；

所述第一開關(guān)設(shè)置于地面軌道的末端，作為車輛的停車位，即控制邏輯的初始零位。

進(jìn)一步的，所述關(guān)閉命令是PLC控制器檢測(cè)車輛運(yùn)行信號(hào)消失且運(yùn)行速度降低至停車閾值后發(fā)出的控制命令。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制系統(tǒng)還包括第二開關(guān)，所述第二開關(guān)設(shè)置于地面軌道上，位于第一開關(guān)的外側(cè)，作為極限保護(hù)位。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制系統(tǒng)還包括至少一個(gè)第三開關(guān)，所述第三開關(guān)設(shè)置于地面軌道上，位于第一開關(guān)的內(nèi)側(cè)，作為減速位。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

通過(guò)本發(fā)明的方法，可在車輛行駛過(guò)程中，實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛運(yùn)行狀態(tài)，周期性地對(duì)車輛速度進(jìn)行采樣，并準(zhǔn)確地計(jì)算出車輛位置信息；結(jié)合停車閾值，從而能很好地控制車輛的減速時(shí)機(jī)，控制車輛平穩(wěn)停車；同時(shí)通過(guò)偏差系數(shù)自學(xué)習(xí)修正，克服啟?；?，軌道阻礙，以及車輛長(zhǎng)期運(yùn)行中機(jī)械性能下降帶來(lái)的誤差，保證車輛運(yùn)行時(shí)計(jì)算出來(lái)的準(zhǔn)確位置在允許的誤差范圍內(nèi)。

本發(fā)明的方法不受高溫，粉塵等惡劣環(huán)境影響，特別是在出鋼和出渣惡劣工況區(qū)域，也能獲取車輛行駛位置，具有良好的穩(wěn)定性和適用性。

本發(fā)明的方法，通過(guò)計(jì)算得到的車輛位置，與接近開關(guān)、行程開關(guān)的位置，激光測(cè)距的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)誤差量可以對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行預(yù)判，減少事故發(fā)生率，保障轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所涉及的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制系統(tǒng)的實(shí)施例；

圖2是本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法的流程示例；

圖3是本發(fā)明的自學(xué)習(xí)修正的修正機(jī)制示例。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步說(shuō)明各實(shí)施例，本發(fā)明提供有附圖。這些附圖為本發(fā)明揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說(shuō)明實(shí)施例，并可配合說(shuō)明書的相關(guān)描述來(lái)解釋實(shí)施例的運(yùn)作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實(shí)施方式以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號(hào)通常用來(lái)表示類似的組件。

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明提出了一種轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法。

圖1給出了一個(gè)轉(zhuǎn)爐地面車輛的定位控制系統(tǒng)的實(shí)施例。

在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)爐地面車輛一般采用帶制動(dòng)器的雙變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。變頻器通過(guò)單根電纜連接兩個(gè)變頻電機(jī)，變頻器采用無(wú)速度傳感矢量控制模式控制電機(jī)運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)采用變頻器+PLC的控制架構(gòu)，變頻器通過(guò)總線(Profibus)或工業(yè)以太網(wǎng)(Profinet)與PLC控制器建立連接。變頻器將車輛電機(jī)運(yùn)行的運(yùn)行狀態(tài)(方向信號(hào)，啟停信號(hào)，運(yùn)行信號(hào)，故障信號(hào)等)、速度、電流和轉(zhuǎn)矩信息發(fā)送給PLC控制器；PLC發(fā)送啟停命令和速度設(shè)定值至變頻器，變頻器以此速度控制車輛穩(wěn)定運(yùn)行。

在軌道的末端安裝有兩個(gè)接近開關(guān)(S1，S2)，接近開關(guān)的電信號(hào)接入PLC控制器。接近開關(guān)S2的位置作為停車位，也作為控制邏輯的初始零位，S1作為極限保護(hù)位。根據(jù)工藝需求，也可以在車輛運(yùn)行軌道各工藝停車位置安裝多個(gè)接近開關(guān)作為停車或減速位，選取其中一個(gè)接近開關(guān)的位置作為邏輯初始零位。

PLC控制器發(fā)出停止信號(hào)后，通過(guò)變頻器控制車輛斜坡減速運(yùn)行。控制器檢測(cè)到變頻器的運(yùn)行狀態(tài)消失，而且車輛運(yùn)行速度降低至停車閾值后，發(fā)出關(guān)閉命令，關(guān)閉制動(dòng)器，控制車輛平穩(wěn)停車，減少滑行距離。停車閾值根據(jù)制動(dòng)器的機(jī)械特性調(diào)整，如將停車閾值設(shè)置為50轉(zhuǎn)/分，當(dāng)車速小于50轉(zhuǎn)/分制動(dòng)器閉合不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械沖擊。

軟件控制邏輯如圖2所示，包括以下步驟：

(1)PLC實(shí)時(shí)讀取車輛電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信息(步驟S101)。

(2)PLC采用定時(shí)器或中斷設(shè)置采樣周期t(如100毫秒)。每個(gè)采樣周期t開始時(shí)，PLC立即從變頻器讀取當(dāng)前的瞬時(shí)速度Vt(步驟S102)，利用當(dāng)前的瞬時(shí)速度Vt與基準(zhǔn)速度Vs的比值，乘以基準(zhǔn)速度Vs在t時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的距離Ls，可以得到當(dāng)前速度下每個(gè)采樣周期t內(nèi)的車輛運(yùn)行的距離。

(3)根據(jù)變頻器反饋的車輛運(yùn)行方向信號(hào)確定方向系數(shù)K(規(guī)定正向?yàn)?，反向?yàn)?1)，車輛運(yùn)行過(guò)程中，初始距離與t時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的距離不斷累加即可算出初步的車輛位置信息(步驟S103)。車輛位置： 其中，n為采樣次數(shù)，S0為車輛初始距離。

在采樣周期t內(nèi)，基準(zhǔn)速度Vs下車輛運(yùn)行的距離Ls，可以在調(diào)試過(guò)程中通過(guò)以下兩種方式獲?。?/span>

a.已知在基準(zhǔn)速度Vs下，車輛運(yùn)行一段固定距離l所需要的時(shí)間為t l，則Ls＝l*t/t l。

b.已知電機(jī)的額定角速度V N、電機(jī)軸承半徑r和機(jī)械傳動(dòng)比η，以電機(jī)額定角速度V N為基準(zhǔn)速度Vs，則 其中，半徑r的單位為毫米，V N的單位為轉(zhuǎn)/分，Ls的單位為米，t的單位為秒。

采用以上機(jī)制計(jì)算的結(jié)果只是初始理論距離，車輛在實(shí)際運(yùn)行過(guò)中會(huì)受到軌道雜物、機(jī)械設(shè)備磨損，車輛加減速和啟?；械榷喾N因素的影響，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行距離與理論距離存在偏差，而且隨著啟停次數(shù)的增加，偏差會(huì)不斷放大。

(4)執(zhí)行偏差控制(步驟S104)，計(jì)算車輛準(zhǔn)確位置信息S。(步驟S105)

在本實(shí)施例中，克服偏差的控制機(jī)制如下：

設(shè)定三個(gè)偏差系數(shù)來(lái)修正車輛運(yùn)行距離計(jì)算偏差：?jiǎn)?dòng)偏差系數(shù)Es，表示車輛每次啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的偏差；停車偏差系數(shù)Et，表示每次停車減速滑行時(shí)產(chǎn)生偏差；速度偏差系數(shù)Ev，表示車輛軌道有雜物時(shí)產(chǎn)生的堵轉(zhuǎn)偏差。車輛行駛距離計(jì)算如下，每次啟動(dòng)信號(hào)的脈沖觸發(fā)啟動(dòng)偏差，啟動(dòng)偏差乘以方向系數(shù)K，然后與當(dāng)前車輛位置計(jì)算數(shù)據(jù)累加；每次運(yùn)行信號(hào)消失的脈沖信號(hào)觸發(fā)停車偏差，誤差系數(shù)乘以方向系數(shù)K，然后與當(dāng)前車輛位置計(jì)算數(shù)據(jù)累加；采樣間隔t周期內(nèi)，若電流大于額定電流即認(rèn)為車輛行駛中發(fā)生堵轉(zhuǎn)，瞬時(shí)速度Vt與速度偏差系數(shù)Ev相乘，然后再計(jì)算運(yùn)行距離。在車輛行駛過(guò)程中，根據(jù)此控制機(jī)制，PLC在每個(gè)采樣時(shí)間間隔內(nèi)，不斷對(duì)運(yùn)行距離進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)際的運(yùn)行位置。

修正后的車輛位置： m為車輛啟動(dòng)次數(shù)。

(5)采用自學(xué)習(xí)修正機(jī)制對(duì)進(jìn)行偏差系數(shù)再次修正，克服啟?；?，軌道阻礙，以及車輛長(zhǎng)期運(yùn)行中機(jī)械性能下降帶來(lái)的誤差，以獲得更準(zhǔn)確的位置信息，保證車輛運(yùn)行時(shí)計(jì)算出來(lái)的準(zhǔn)確位置在允許的誤差范圍內(nèi)。

當(dāng)?shù)孛孳囕v每次運(yùn)行至零位接近開關(guān)位置時(shí)，接近開關(guān)的電脈沖信號(hào)觸發(fā)PLC控制器對(duì)運(yùn)行距離進(jìn)行清零，同時(shí)，PLC計(jì)算邏輯初始零位與車輛實(shí)際運(yùn)行距離偏差ΔS，并采用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄下當(dāng)前偏差，偏差系數(shù)，以及本次行程方向系數(shù)之和的絕對(duì)值 用數(shù)據(jù)組表述{ΔS,Es,Et,Ev,k}。PLC控制器存儲(chǔ)兩個(gè)偏差數(shù)據(jù)組，分別表示為：{ΔS n-1,Es n-1,Et n-1,Ev,k n-1}和{ΔS n-2,Es n-2,Et n-2,Ev,k n-2}，以便進(jìn)行接下來(lái)的算法修正。(步驟S20)

偏差系數(shù)Es、Et、Ev在調(diào)試過(guò)程中確定，選取生產(chǎn)工藝中允許車輛最大定位誤差對(duì)應(yīng)的兩個(gè)數(shù)據(jù)組作為第一次計(jì)算的初始數(shù)據(jù)，如：根據(jù)工藝需求，車輛行駛中允許最大定位誤差為500mm，當(dāng)車輛行駛在初始零位時(shí)，當(dāng)偏差為+500mm時(shí)的數(shù)據(jù)作為最大正偏差數(shù)據(jù)組{ΔS max,Es max,Et max,Ev,k max}，同理，當(dāng)偏差為-500mm時(shí)的數(shù)據(jù)作為最大負(fù)偏差數(shù)據(jù)組{ΔS min,Es min,Et min,Ev,k min}。

在本實(shí)施例中，采用自學(xué)習(xí)模式對(duì)偏差系數(shù)進(jìn)行修正(步驟S20)，修正機(jī)制如圖3所示：

車輛觸發(fā)零位限位時(shí)，計(jì)算ΔS。將當(dāng)前ΔS和兩個(gè)偏差數(shù)據(jù)組中的ΔS n-1和ΔS n-2進(jìn)行絕對(duì)值比較，若當(dāng)前ΔS的絕對(duì)值小于ΔS n-1和ΔS n-2中的一個(gè)，則將當(dāng)前數(shù)據(jù)組{ΔS,Es,Et,Ev,k}存儲(chǔ)起來(lái)，替換ΔS n-1和ΔS n-2中絕對(duì)值最大的那組數(shù)據(jù)；求取下個(gè)車輛行程使用的啟動(dòng)偏差系數(shù)Es和停車偏差系數(shù)Et，計(jì)算方法如下：Es＝(Es n-1*k n-1+Es n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)；Et＝(Et n-1*k n-1+Et n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)。若當(dāng)前ΔS同時(shí)大于等于ΔS n-1和ΔS n-2的絕對(duì)值，數(shù)據(jù)不發(fā)生替換，偏差系數(shù)依然采用Es＝(Es n-1*k n-1+Es n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)；Et＝(Et n-1*k n-1+Et n-2*k n-2)/(k n-1+k n-2)進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)ΔS的正負(fù)值對(duì)偏差系數(shù)進(jìn)行小幅度單次遞增或遞減(參考5％)。如ΔS>0，說(shuō)明偏差系數(shù)過(guò)大，需減小偏差，啟動(dòng)偏差系數(shù)Es'＝(1-5％)Es，停止偏差系數(shù)Et'＝(1-5％)Et，存儲(chǔ)本次計(jì)算數(shù)據(jù)，若下次偏差還大于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的兩組數(shù)據(jù)，繼續(xù)遞減。同理，當(dāng)ΔS<0，修正機(jī)制相反。為防止ΔS偏差無(wú)限放大，偏差系數(shù)自動(dòng)修正后的取值不能超過(guò)ΔS max和ΔS min對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)偏差系數(shù)和停車偏差系數(shù)，即：Et min≤Et≤Et max，Es min≤Es≤Es max。

根據(jù)工藝要求，當(dāng)前偏差ΔS絕對(duì)值較小時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前偏差系數(shù)合理，存儲(chǔ)的偏差數(shù)據(jù)組不發(fā)生替換，車輛保持當(dāng)前數(shù)據(jù)運(yùn)行。地面車輛在運(yùn)行中，采用此控制機(jī)制不停的自學(xué)習(xí)修正，車輛位置定位誤差呈現(xiàn)逐漸減小趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)較好的車輛定位。

本方法計(jì)算的車輛運(yùn)行距離還可以對(duì)激光測(cè)距儀的數(shù)據(jù)或車輛軌道各工藝點(diǎn)上的接近開關(guān)、行程開關(guān)進(jìn)行效驗(yàn)。在車輛行駛過(guò)程，將本方法計(jì)算的數(shù)據(jù)與激光測(cè)距儀的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行比較，若差值產(chǎn)生階躍變化，超過(guò)某個(gè)閾值，則需檢查激光測(cè)距儀是否存在干擾或損壞。同樣，車輛通過(guò)軌道各工藝點(diǎn)上的接近開關(guān)、行程開關(guān)都會(huì)計(jì)算出相應(yīng)的距離，正常情況下，同一個(gè)開關(guān)位置的距離會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)范圍內(nèi)小幅波動(dòng)，若通過(guò)同一個(gè)開關(guān)的計(jì)算距離超過(guò)變化范圍，則開關(guān)可能存在損壞。這樣對(duì)接近開關(guān)、行程開關(guān)和激光測(cè)距儀的故障進(jìn)行預(yù)判，減少事故發(fā)生率，有效保障轉(zhuǎn)爐煉鋼正常生產(chǎn)。

通過(guò)本方法的實(shí)施，地面車輛停車制動(dòng)器關(guān)閉時(shí)不產(chǎn)生機(jī)械沖擊，同時(shí)減少滑行距離。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

轉(zhuǎn)爐地面車輛定位控制方法和系統(tǒng).pdf