基于在线轨迹规划的桥式起重机定位消摆控制
发布时间：2021-11-29 13:38
针对桥式起重机运输过程中,台车牵引吊绳引起负载惯性摆动的问题,提出了基于在线轨迹规划的桥式起重机定位消摆控制方法。该方法以平滑的定位轨迹为基础,利用台车运动与负载摆动间的动态耦合关系,引入不影响定位的消摆环节,构建定位消摆轨迹,无须离线迭代优化,实现桥式起重机在线规划轨迹,兼顾台车的准确定位与负载消摆的要求。通过仿真对比分析,该方法能够有效的抑制负载摆角,实现台车的准确定位,降低参数整定频率与难度,提高响应速度。
【文章来源】：控制工程. 2020,27(09)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
桥式起重机动力学模型Fig.1Thebridgecranekineticmodel]
<0.05文献[9]4NANA0.596.212.05<0.04本文方法-2.95NANA0.595.152.08<0.01仿真结果，如图4~图9所示。图4定位轨迹与在线规划轨迹的位移变化曲线Fig.4Thedisplacementcurvesofpositiontrajectoryandonlineplanningtrajectory图5定位轨迹与在线规划轨迹的摆角变化曲线Fig.5Theanglecurvesofpositiontrajectoryandonlineplanningtrajectory图6在线规划轨迹与离线规划轨迹的位移变化曲线Fig.6Thedisplacementcurvesofonlineplanningtrajectoryandoff-lineplanningtrajectory图7在线轨迹规划与离线轨迹规划的摆角变化曲线Fig.7Theanglecurvesofonlineplanningtrajectoryandoff-lineplanningtrajectory
·1542·控制工程第27卷综上，设计的消摆环节兼顾了台车定位与负载消摆。4仿真结果及分析基于MATLAB/simulink实验仿真平台验证上述在线轨迹规划的定位消摆性能。仿真模型，如图3所示。选取文献[5]中，满足定位约束条件的S型轨迹作为定位轨迹即11112121cosh()()ln22cosh()xxuktxtkktkuεε=+(42)仿真模型参数，见表1。表1仿真模型参数表Tab.1Simulationparameters模型参数数值绳长l0.75定位轨迹位移ux10.6增益k11.2增益k20.48初始加速度调节参数ε3.5指定位移ux0.6重力加速度g9.8对比方法参数性能统计表，见表2。图3仿真模型Fig.3Simulationmodel表2对比方法参数性能统计表Tab.2Comparisonofparametersandperformancefordifferentmethods控制方法增益k1(α)增益k2增益k3(ε)实际位移x/m定位时间T/s最大摆角θmax/o残余摆角Ω/o定位轨迹1.20.483.50.585.056.12<4离线轨迹3500.0150.586.152.1<0.05文献[9]4NANA0.596.212.05<0.04本文方法-2.95NANA0.595.152.08<0.01仿真结果，如图4~图9所示。图4定位轨迹与在线规划轨迹的位移变化曲线Fig.4Thedisplacementcurvesofpositiontrajectoryandonlineplanningtrajectory图5定位轨迹与在线规划轨迹的摆角变化曲线Fig.5Theanglecurvesofpositiontrajectoryandonlineplanningtrajectory图6在线规划轨迹与离线规划轨迹的位移变化曲线Fig.6Thedisplacementcurvesofonlineplanningtrajectoryandoff-lineplanningtra
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥式起重机精准定位在线轨迹规划方法设计及应用[J]. 何博,方勇纯,刘海亮,孙宁. 控制理论与应用. 2016(10)
[2]抑制桥式起重机变频率摆动的优化复合输入整形器[J]. 刘华森,程文明. 系统仿真学报. 2015(12)
[3]带有状态约束的双摆效应吊车轨迹规划[J]. 孙宁,方勇纯,钱彧哲. 控制理论与应用. 2014(07)
[4]桥式起重机位置跟踪及防摆的迭代学习控制[J]. 栗三一,余发山,卜旭辉,岳伟超. 电子测量与仪器学报. 2014(02)
[5]PD自适应控制结合输入整形抑制单模态弹性机构振动研究[J]. 贾鹏霄,李恩,梁自泽,强艳辉. 振动与冲击. 2013(17)
[6]PD结合输入整形抑制单模态弹性机构振动仿真研究[J]. 董明晓,宋传增,梅雪松. 机械工程学报. 2010(13)
[7]最优输入整形抑制变参数桥式起重机载荷摆动[J]. 董明晓,脱建智,任意翔,徐书娟. 振动与冲击. 2009(10)
[8]三维桥式吊车建模与仿真平台设计[J]. 马博军,方勇纯,刘先恩,王鹏程. 系统仿真学报. 2009(12)
[9]Barbalat引理及其在系统稳定性分析中的应用[J]. 闵颖颖,刘允刚. 山东大学学报(工学版). 2007(01)
博士论文
[1]欠驱动吊车轨迹规划与非线性控制策略设计、分析及应用[D]. 孙宁.南开大学 2014
硕士论文
[1]桥式起重机轨迹规划防摆定位控制应用研究[D]. 张炜炜.河南科技大学 2019
本文编号：3526603
【文章来源】：控制工程. 2020,27(09)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
桥式起重机动力学模型Fig.1Thebridgecranekineticmodel]
<0.05文献[9]4NANA0.596.212.05<0.04本文方法-2.95NANA0.595.152.08<0.01仿真结果，如图4~图9所示。图4定位轨迹与在线规划轨迹的位移变化曲线Fig.4Thedisplacementcurvesofpositiontrajectoryandonlineplanningtrajectory图5定位轨迹与在线规划轨迹的摆角变化曲线Fig.5Theanglecurvesofpositiontrajectoryandonlineplanningtrajectory图6在线规划轨迹与离线规划轨迹的位移变化曲线Fig.6Thedisplacementcurvesofonlineplanningtrajectoryandoff-lineplanningtrajectory图7在线轨迹规划与离线轨迹规划的摆角变化曲线Fig.7Theanglecurvesofonlineplanningtrajectoryandoff-lineplanningtrajectory
·1542·控制工程第27卷综上，设计的消摆环节兼顾了台车定位与负载消摆。4仿真结果及分析基于MATLAB/simulink实验仿真平台验证上述在线轨迹规划的定位消摆性能。仿真模型，如图3所示。选取文献[5]中，满足定位约束条件的S型轨迹作为定位轨迹即11112121cosh()()ln22cosh()xxuktxtkktkuεε=+(42)仿真模型参数，见表1。表1仿真模型参数表Tab.1Simulationparameters模型参数数值绳长l0.75定位轨迹位移ux10.6增益k11.2增益k20.48初始加速度调节参数ε3.5指定位移ux0.6重力加速度g9.8对比方法参数性能统计表，见表2。图3仿真模型Fig.3Simulationmodel表2对比方法参数性能统计表Tab.2Comparisonofparametersandperformancefordifferentmethods控制方法增益k1(α)增益k2增益k3(ε)实际位移x/m定位时间T/s最大摆角θmax/o残余摆角Ω/o定位轨迹1.20.483.50.585.056.12<4离线轨迹3500.0150.586.152.1<0.05文献[9]4NANA0.596.212.05<0.04本文方法-2.95NANA0.595.152.08<0.01仿真结果，如图4~图9所示。图4定位轨迹与在线规划轨迹的位移变化曲线Fig.4Thedisplacementcurvesofpositiontrajectoryandonlineplanningtrajectory图5定位轨迹与在线规划轨迹的摆角变化曲线Fig.5Theanglecurvesofpositiontrajectoryandonlineplanningtrajectory图6在线规划轨迹与离线规划轨迹的位移变化曲线Fig.6Thedisplacementcurvesofonlineplanningtrajectoryandoff-lineplanningtra
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥式起重机精准定位在线轨迹规划方法设计及应用[J]. 何博,方勇纯,刘海亮,孙宁. 控制理论与应用. 2016(10)
[2]抑制桥式起重机变频率摆动的优化复合输入整形器[J]. 刘华森,程文明. 系统仿真学报. 2015(12)
[3]带有状态约束的双摆效应吊车轨迹规划[J]. 孙宁,方勇纯,钱彧哲. 控制理论与应用. 2014(07)
[4]桥式起重机位置跟踪及防摆的迭代学习控制[J]. 栗三一,余发山,卜旭辉,岳伟超. 电子测量与仪器学报. 2014(02)
[5]PD自适应控制结合输入整形抑制单模态弹性机构振动研究[J]. 贾鹏霄,李恩,梁自泽,强艳辉. 振动与冲击. 2013(17)
[6]PD结合输入整形抑制单模态弹性机构振动仿真研究[J]. 董明晓,宋传增,梅雪松. 机械工程学报. 2010(13)
[7]最优输入整形抑制变参数桥式起重机载荷摆动[J]. 董明晓,脱建智,任意翔,徐书娟. 振动与冲击. 2009(10)
[8]三维桥式吊车建模与仿真平台设计[J]. 马博军,方勇纯,刘先恩,王鹏程. 系统仿真学报. 2009(12)
[9]Barbalat引理及其在系统稳定性分析中的应用[J]. 闵颖颖,刘允刚. 山东大学学报(工学版). 2007(01)
博士论文
[1]欠驱动吊车轨迹规划与非线性控制策略设计、分析及应用[D]. 孙宁.南开大学 2014
硕士论文
[1]桥式起重机轨迹规划防摆定位控制应用研究[D]. 张炜炜.河南科技大学 2019
本文编号：3526603
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