[01761029]港口集装箱起重机防摇定位控制系统研发与应用

成果属自动控制、水路运输技术领域。 集装箱岸桥和场桥是港口装卸的大型装备。在100吨重载、50米高空、240米/分高速的运行工况下，实现集装箱起重机的自动防摇控制与达到厘米级的精准定位是一个世界性难题，也是自动化集装箱码头装卸设备走向智能化、无人化的一个技术制高点。 面对自动化码头大型装卸设备的技术需求，新型港机制造的核心技术一直是中国科技攻关、产业创新的战略方向之一。2009年以来，在科技部、发改委、工信部、交通部、上海市多项重大科研项目资助下，由成果完成单位组成的产学研联盟，持续多年开展了大型集装箱起重机的防摇定位控制系统研发与应用，实现了集装箱起重机从被动防摇到主动防摇，从人工定位到自动定位的重大技术跨越。取得了三项主要创新成果： (1)提出了双信号吊重摆角空间定位方法，研制了岸桥垂直捕捉型双光源摆角检测系统和场桥图像识别型双光斑摆角检测系统，解决了集装箱起重机吊重摆角动态检测难题。摆角检测范围±11^o，检测距离2-60m。 (2)提出了自适应参数辨识的起重小车加速度输入整形与扰动补偿复合防摇控制方法，研制了起重机吊重防摇控制器，解决了起重小车全程运行的防摇控制难题。小车到达目标位置时的控摇时间<2次晃动，吊重摆角<0.3^o，地面摆幅≤30cm。 (3)提出了目标集装箱轮廓双目激光三维扫描识别方法，研制了集装箱位置检测系统，解决了吊具与集装箱自动精准定位难题。吊具的定位/着箱精度≤10cm，实现了吊具快速自动精准定位/着箱。 项目获得授权发明专利16项、授权实用新型专利11项；参与制定了《T/CPHA1-2018岸边集装箱起重机远程控制系统技术条件》和《T/CPHA2-2018集装箱门式起重机远程控制系统技术条件》两项中国港口协会标准。项目研发的集装箱起重机防摇定位控制技术，有效提高了集装箱起重机装卸作业的高效性和安全性。与SIEMENS、ABB等公司的技术比较显示，在功能与性能上达到或优于国外同类技术水平。专家鉴定意见认为：项目成果对中国自动化集装箱码头的建设和现有集装箱码头的自动化改造具有示范意义，总体达到国际先进水平。 2012年以来，项目研发的自动防摇定位控制系统陆续应用于振华重工制造的集装箱岸桥和场桥。经过不断技术改进和完善，成功应用于自动化集装箱码头大型自动化岸桥和场桥，解决了自动化码头装卸设备的安全、高效自动化运行问题。防摇定位控制技术是振华重工掌握的又一项核心技术，该项新技术有力助推中国港机在激烈的市场竞争中不断战胜对手，为国内外港口用户广泛接受。近三年，项目成果应用的新增产值40.1亿元，创汇2.9亿美元。自动防摇定位的岸桥和场桥产品遍及世界各大洲，出口到100多个国家和地区，服务一带一路建设，为中国制造的技术进步做出了重要贡献。