一种提高铁水转运定位精度的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种提高铁水转运定位精度的控制方法，通过每0.5秒更新一次铁水转运小车的系统位置值；再通过运动学公式建立的预测模型更新当前时刻的位置值；通过绝对值编码器和光电开关检测小车的测量位置值，计算其与预测模型更新的位置值作差，通过卡尔曼增益加权更新小车的系统位置值；再建立小车位置的测量白噪声模型再更新小车位置的最优预测协方差；根据测量白噪声模型更新卡尔曼增益；再修正小车位置的最优预测协方差；根据所更新的系统位置值达到目标位置值时，对铁水转运小车进行抱闸，完成钢包转运精度的控制。本发明专利技术实现了在满足控制精度的同时，调整方法也比较灵活，能够适应目前的生产需要。

【技术实现步骤摘要】
一种提高铁水转运定位精度的控制方法
本专利技术涉及钢包车铁水转运
，具体为一种提高铁水转运定位精度的控制方法。
技术介绍
目前采用建立铁水转运小车的位置预测模型获得位置预测值，使用编码器和光电开关获取的位置测量值，通过一步迭代方式，将二者进行数据融合，以得到最优估计值，通过调整预测白噪声和测量白噪声模型值，实现对铁水转运小车的位置灵敏度和平滑度均达到较好的结果，但是上述建立预测模型的方式却无法适用于移动过程中的铁水转运小车的定位。而现有铁水转运小车定位采用的是机械固定式定位(机械挡板或行程开关)或者接近开关等感应器定位，在控制精度要求不高的情况下尚能满足工艺要求。随着生产技术的发展，自动化程度的提高，工艺要求的定位精度也越来越高，机械固定式或感应器式的定位方式已无法满足生产要求。另外，此种定位方式调整也十分不便，已经无法适应现代化的生产要求。小车在移动过程中，轮子可能会打滑，或者轨道不平整有坡度会让它变速，在单纯使用绝对值编码器定位小车的位置也会出现生产上无法接受的偏差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高铁水转运定位精度的控制方法，通过实时计算得到铁水转运小车的最优位置估计值，最终在铁水转运点精准定位，保证生产工艺的连续性，提高生产作业率,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种提高铁水转运定位精度的控制方法，包括以下步骤：步骤1)：每0.5秒更新一次铁水转运小车的系统位置值；步骤2)：根据铁水转运小车的系统位置值，通过运动学公式建立的预测模型更新当前时刻的位置值；步骤3)：通过绝对值编码器和光电开关检测铁水转运小车的测量位置值；步骤4)：根据铁水转运小车的测量位置值，计算其与预测模型更新的位置值作差，通过卡尔曼增益加权更新铁水转运小车的系统位置值；步骤5)：根据铁水转运的环境建立小车位置的测量白噪声模型；步骤6)：根据实验测试建立小车位置的预测白噪声模型；步骤7)：根据预测白噪声模型更新小车位置的最优预测协方差；步骤8)：根据测量白噪声模型更新卡尔曼增益；步骤9)：根据卡尔曼增益修正小车位置的最优预测协方差；步骤10)：根据所更新的系统位置值达到目标位置值时，对铁水转运小车进行抱闸，完成钢包转运精度的控制。更进一步地，步骤2)中所述的运动学公式建立的预测模型为：sk＝sk-1+vk-1·Δt(1)vk＝vk-1(2)其中，sk和sk-1分别表示当前和上一时刻小车的系统位置值，vk和vk-1分别表示匀速运动的小车的当前和上一时刻的速度，Δt表示系统位置更新的时间间隔。更进一步地，公式(1)、(2)的预测模型的状态转移矩阵A为：更进一步地，步骤7)中最优预测协方差更新模型为：Pk＝Pk-1+Q(3)其中，Pk和Pk-1分别表示当前和上一时刻的最优预测协方差，Q表示系统的位置预测白噪声协方差。更进一步地，步骤4)中卡尔曼增益为：Kgk＝Pk/(Pk+R)(4)其中，Kgk表示当前时刻的卡尔曼增益，Pk表示当前时刻的最优预测协方差，R表示系统的位置测量白噪声。更进一步地，步骤10)中所更新的系统位置值为：sk＝sk-1+Kgk(zk-sk-1)(5)其中，sk和sk-1分别表示当前和上一时刻小车的系统位置值，Kgk表示当前时刻的卡尔曼增益，zk表示当前时刻的测量位置值。更进一步地，步骤9)中最优预测协方差修正模型为：Pk＝(1-Kgk)·Pk-1(6)其中，Pk和Pk-1分别表示当前和上一时刻的最优预测协方差，Kgk表示当前时刻的卡尔曼增益。更进一步地，步骤1)中铁水转运小车的系统单元包括位置检测单元、重量检测单元、速度调整单元、控制运算单元、电气传动单元和位置运算单元，其中位置检测采用12位多圈绝对值编码器和反射式光电开关，重量检测单元采用不锈钢柱式荷重传感器，量程为0-10t。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种提高铁水转运定位精度的控制方法，在满足控制精度的同时，通过实时计算得到铁水转运小车的最优位置估计值，最终在铁水转运点精准定位，保证生产工艺的连续性，提高生产作业率。附图说明图1为本专利技术用于铁水转运定位精度控制的单元构成图；图2为本专利技术用于铁水转运定位精度控制的位置预测流程图；图3为本专利技术用于铁水转运速度模型处理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例中：提供一种提高铁水转运定位精度的控制方法，包括以下步骤：步骤一：每0.5秒更新一次铁水转运小车的系统位置值；步骤二：根据铁水转运小车的系统位置值，通过运动学公式建立的预测模型更新当前时刻的位置值；其中，运动学公式建立的预测模型为：sk＝sk-1+vk-1·Δt(1)vk＝vk-1(2)其中，sk和sk-1分别表示当前和上一时刻小车的系统位置值，vk和vk-1分别表示匀速运动的小车的当前和上一时刻的速度，Δt表示系统位置更新的时间间隔；由上述公式(1)、(2)的预测模型的状态转移矩阵A为：步骤三：通过绝对值编码器和光电开关检测铁水转运小车的测量位置值；步骤四：根据铁水转运小车的测量位置值，计算其与预测模型更新的位置值作差，通过卡尔曼增益加权更新铁水转运小车的系统位置值；其中，卡尔曼增益为：Kgk＝Pk/(Pk+R)(4)其中，Kgk表示当前时刻的卡尔曼增益，Pk表示当前时刻的最优预测协方差，R表示系统的位置测量白噪声；步骤五：根据铁水转运的环境建立小车位置的测量白噪声模型；步骤六：根据实验测试建立小车位置的预测白噪声模型；步骤七：根据预测白噪声模型更新小车位置的最优预测协方差；其中，最优预测协方差更新模型为：Pk＝Pk-1+Q(3)其中，Pk和Pk-1分别表示当前和上一时刻的最优预测协方差，Q表示系统的位置预测白噪声协方差；步骤八：根据测量白噪声模型更新卡尔曼增益；步骤九：根据卡尔曼增益修正小车位置的最优预测协方差；最优预测协方差修正模型为：Pk＝(1-Kgk)·Pk-1(6)其中，Pk和Pk-1分别表示当前和上一时刻的最优预测协方差，Kgk表示当前时刻的卡尔曼增益；步骤十：根据所更新的系统位置值达到目标位置值时，对铁水转运小车进行抱闸，完成钢包转运精度的控制；所更新的系统位置值为：sk＝sk-1+Kgk(zk-sk-1)(5)其中，sk和sk-1分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高铁水转运定位精度的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1)：每0.5秒更新一次铁水转运小车的系统位置值；/n步骤2)：根据铁水转运小车的系统位置值，通过运动学公式建立的预测模型更新当前时刻的位置值；/n步骤3)：通过绝对值编码器和光电开关检测铁水转运小车的测量位置值；/n步骤4)：根据铁水转运小车的测量位置值，计算其与预测模型更新的位置值作差，通过卡尔曼增益加权更新铁水转运小车的系统位置值；/n步骤5)：根据铁水转运的环境建立小车位置的测量白噪声模型；/n步骤6)：根据实验测试建立小车位置的预测白噪声模型；/n步骤7)：根据预测白噪声模型更新小车位置的最优预测协方差；/n步骤8)：根据测量白噪声模型更新卡尔曼增益；/n步骤9)：根据卡尔曼增益修正小车位置的最优预测协方差；/n步骤10)：根据所更新的系统位置值达到目标位置值时，对铁水转运小车进行抱闸，完成钢包转运精度的控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高铁水转运定位精度的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：每0.5秒更新一次铁水转运小车的系统位置值；
步骤2)：根据铁水转运小车的系统位置值，通过运动学公式建立的预测模型更新当前时刻的位置值；
步骤3)：通过绝对值编码器和光电开关检测铁水转运小车的测量位置值；
步骤4)：根据铁水转运小车的测量位置值，计算其与预测模型更新的位置值作差，通过卡尔曼增益加权更新铁水转运小车的系统位置值；
步骤5)：根据铁水转运的环境建立小车位置的测量白噪声模型；
步骤6)：根据实验测试建立小车位置的预测白噪声模型；
步骤7)：根据预测白噪声模型更新小车位置的最优预测协方差；
步骤8)：根据测量白噪声模型更新卡尔曼增益；
步骤9)：根据卡尔曼增益修正小车位置的最优预测协方差；
步骤10)：根据所更新的系统位置值达到目标位置值时，对铁水转运小车进行抱闸，完成钢包转运精度的控制。


2.如权利要求1所述的一种提高铁水转运定位精度的控制方法，其特征在于，步骤2)中所述的运动学公式建立的预测模型为：
sk＝sk-1+vk-1·Δt(1)
vk＝vk-1(2)
其中，sk和sk-1分别表示当前和上一时刻小车的系统位置值，vk和vk-1分别表示匀速运动的小车的当前和上一时刻的速度，Δt表示系统位置更新的时间间隔。


3.如权利要求2所述的一种提高铁水转运定位精度的控制方法，其特征在于，公式(1)、(2)的预测模型的状态转移矩阵A为：





4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：李选令，江世成，
申请(专利权)人：中冶华天南京电气工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32