欠驱动塔式吊车的运输控制研究

发布时间：2022-12-06 02:52

　　欠驱动系统是非线性系统的一种,此类非线性系统的自由度数量要少于其独立控制变量的数量。相比完全驱动系统,由于执行元件个数的减少,减轻了系统的重量,降低造价,节约能量,增强了系统的灵活性,同时由于系统结构简单,便于进行力学实验的搭建与分析。本文以双摆型塔式吊车作为研究对象,运用多种控制方法对塔吊系统进行稳定控制。主要进行了如下工作:第一,通过欧拉-拉格朗日方程,对双摆型塔式吊车系统在三维空间上进行建模,推导出运动学方程,搭建系统物理模型。第二,通过对双摆型塔式吊车进行无源性验证,并利用无源性理论求出反馈控制量,最后在仿真软件上进行验证分析。第三,通过放宽传统整形输入约束条件,设计了 SI输入整形鲁棒控制器,允许系统固有频率出现一定的波动,并介绍了脉冲序列求取过程中约束条件的设计、寻优初值的设定、寻优迭代的方法,最后在仿真软件上进行验证分析。第四,通过对传统模糊控制算法进行改进,设计了单输入规则动态加权算法,有效简化了模糊规则的设计过程,并介绍了模糊规则的设计原理、算法参数的选取原则,最后在仿真软件上进行验证分析。第五,利用Matlab上自带的VR虚拟现实仿真软件,搭建双摆型塔式吊车的VR模... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 欠驱动机械系统的国内外研究现状
        1.2.2 塔式吊车国内外研究现状
    1.3 研究内容
第2章 系统模型的建立
    2.1 引言
    2.2 拉格朗日能量平衡法
    2.3 双摆塔式吊车系统模型的搭建
        2.3.1 欠驱动系统的运动学模型
        2.3.2 双摆塔式吊车运动学模型的建立
    2.4 本章小结
第3章 塔式吊车无源控制
    3.1 引言
    3.2 无源控制理论概念
        3.2.1 系统稳定性的定义
        3.2.2 无源性定义
    3.3 无源性控制系统设计
    3.4 仿真研究
    3.5 本章小结
第4章 塔式吊车整形输入控制算法
    4.1 引言
    4.2 整形输入技术基本理论
        4.2.1 整形输入约束条件的设计
        4.2.2 各类输入整形器设计原理
    4.3 双摆型塔式吊车SI输入整形器的设计
        4.3.1 SI输入整形方法的理论基础
        4.3.2 塔式吊车变幅运动分析
        4.3.3 塔式吊车SI输入整形器的设计
    4.4 仿真结果与分析
    4.5 本章小结
第5章 单输入规则动态加权模糊算法
    5.1 引言
    5.2 单输入规则动态加权算法的概念
        5.2.1 传统模糊控制算法的概念
        5.2.2 单输入规则动态加权模糊算法的概念
    5.3 单输入规则动态加权控制器的设计
        5.3.1 单输入规则模块的设计
        5.3.2 动态加权模块的设计
    5.4 仿真结果与分析
    5.5 本章小结
第6章 塔式吊车VR控制仿真的实现
    6.1 引言
    6.2 塔式吊车VR控制器的设计
        6.2.1 三维计算机场景的模拟
        6.2.2 VR控制系统的搭建
    6.3 VR动画仿真
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]存在饱和输入量的欠驱动船舶编队控制[J]. 秦梓荷,林壮,李平,刘阿丽.  华中科技大学学报(自然科学版). 2015(08)
[2]基于扩张PCHD模型的永磁同步电机无源控制[J]. 吴春,齐蓉,高峰.  控制与决策. 2014(05)
[3]电网电压跌落故障下双馈风力发电机无源性控制[J]. 蒋说东,刘军.  系统工程理论与实践. 2014(02)
[4]塔式起重机的神经网络滑模防摆控制[J]. 孙辉,陈志梅,孟文俊.  系统工程理论与实践. 2013(10)
[5]机械系统摩擦动力学研究进展[J]. 丁千,翟红梅.  力学进展. 2013(01)
[6]一类欠驱动系统的控制方法综述[J]. 孙宁,方勇纯.  智能系统学报. 2011(03)
[7]塔机监控系统的工作区域限制逻辑算法[J]. 万宏权,蔡亮,马荣章,罗文龙,向丽丽.  建筑机械化. 2009(11)
[8]塔机群智能防碰撞系统及其应用[J]. 韩九强,沈建坤,魏全瑞,赵玮.  建筑机械. 2008(11)
[9]利用协同优化方法实现复杂机械系统的设计优化[J]. 白小涛,李为吉.  机械设计. 2006(03)
[10]基于滑模方法的桥式吊车系统的抗摆控制[J]. 王伟,易建强,赵冬斌,刘殿通.  控制与决策. 2004(09)



本文编号：3710907