塔式起重机无源防摆控制方法研究

发布时间：2017-07-03 19:06

  本文关键词：塔式起重机无源防摆控制方法研究

  更多相关文章： 塔式起重机 无源控制 模糊神经网络控制 哈密顿系统 反演滑模控制

【摘要】：塔式起重机作为一种重要的搬运工具,其工作过程中受到的各种影响因素,会导致定位误差以及负载摆动,进而降低工作效率,甚至引发安全事故。塔式起重机系统具有强耦合性、非线性以及欠驱动性,传统控制方法难以对其进行有效控制。本文针对塔式起重机防摆控制系统,根据塔式起重机的运行特点,以无源控制理论为基础,并结合先进的控制方法对塔机的小车位移以及负载摆角进行控制,仿真结果证明了本文方法能够达到预期目的。首先,分析塔式起重机防摆控制研究现状以及发展趋势,根据欧拉-拉格朗日方程建立塔式起重机防摆控制系统动力学模型,并对其系统特性进行分析。其次,根据塔式起重机运行特点,把起重机运动分为变幅运动和回转运动两部分。根据无源控制理论,分析系统能量、建立能量函数以及对能量函数进行参数修正,设计无源控制器。在此基础上采用模糊控制并依靠神经网络对隶属函数进行学习,设计无源模糊神经网络控制系统,然后通过仿真结果证明本方法的有效性。再次,在无源控制基础上,采用了一种基于无源性的反演滑模控制方法。反演控制以经过多次选择的状态空间函数为输入,通过迭代、反推以及优化李雅普诺夫函数从而完成控制系统的设计。反演滑模控制不仅利用了滑模变结构控制结构简单、鲁棒性强的优势而且结合了反演控制稳定性、动静态性能好的特点,实现了小车的精确定位和负载的防摆。最后,对塔式起重机防摆控制系统模型进行勒让德变换,得到其哈密顿防摆控制系统,并设计互联与阻尼配置的无源控制系统。这种方法从能量总和出发,更加形象直观地体现了系统能量,设计的控制系统不仅具有能量平衡特性而且具有广义稳定性,能够很好地满足定位和防摆的要求。
【关键词】：塔式起重机 无源控制 模糊神经网络控制 哈密顿系统 反演滑模控制
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH213.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究目的与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究状况10
• 1.2.2 国内研究状况10-12
• 1.3 本文研究内容及结构12-14
• 第二章 系统数学模型及特性分析14-21
• 2.1 系统数学模型14-19
• 2.2 系统特性分析19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 塔式起重机无源模糊神经网络防摆控制21-34
• 3.1 引言21
• 3.2 无源控制理论21-24
• 3.2.1 无源控制理论概念21-24
• 3.2.2 无源控制系统设计24
• 3.3 模糊控制理论24-26
• 3.4 模糊神经网络控制26-29
• 3.4.1 模糊神经网络的结构26-27
• 3.4.2 学习算法27-29
• 3.5 模糊神经网络控制系统设计29-30
• 3.6 仿真研究30-33
• 3.7 本章小结33-34
• 第四章 塔式起重机无源反演滑模控制34-44
• 4.1 引言34
• 4.2 滑模控制理论34-36
• 4.2.1 变结构控制的基本概念35-36
• 4.2.2 滑模变结构控制的设计问题36
• 4.3 反演滑模控制器设计36-38
• 4.3.1 塔式起重机系统模型36-37
• 4.3.2 控制系统设计37-38
• 4.4 仿真研究38-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 塔式起重机哈密顿系统的互联和阻尼分配无源控制44-56
• 5.1 引言44
• 5.2 哈密顿系统理论44-49
• 5.2.1 欧拉-拉格朗日到哈密顿系统的转化44-46
• 5.2.2 哈密顿系统到端.受控的耗散哈密顿系统46-48
• 5.2.3 PCHD模型的转换48-49
• 5.3 控制系统设计49-53
• 5.3.1 PCHD模型建立50-51
• 5.3.2 能量成形51-53
• 5.3.3 阻尼注入53
• 5.4 仿真分析53-55
• 5.5 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-62
• 致谢62-63
• 攻读学位期间发表的学术论文目录63-64

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张侃健;冯纯伯;;基于符号跟随系统的无源控制设计[J];东南大学学报(自然科学版);2007年04期

2 LAELB·TAPLIN;程达勋;;液压振动的无源控制[J];江苏机械;1985年02期

3 艾玲;董心壮;虞闯;杨晖;;广义区间系统输出反馈鲁棒无源控制[J];沈阳理工大学学报;2008年03期

4 张永林;宋爱国;;时延遥操作系统的从端预测无源控制[J];东南大学学报(自然科学版);2009年02期

5 胡宗武;振动的危害及防止(续二)[J];水利电力机械;1997年03期

6 朱永红;费树岷;;一类MIMO非线性不确定系统的自适应无源控制[J];东南大学学报(自然科学版);2010年S1期

7 连捷;牟春伟;冯智;;一类离散切换时滞系统的鲁棒无源控制[J];大连理工大学学报;2013年02期

8 刘飞,陈振毅,苏宏业,沈权,褚健;离散时滞系统鲁棒无源控制[J];浙江大学学报(工学版);2002年06期

9 侯健;毛君;;基于无源控制的PMSM无传感器方法研究[J];电子技术应用;2013年06期

10 杨剑;崔宝同;;不确定时滞系统的无源控制[J];江南大学学报(自然科学版);2008年04期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 崔明东;;统一混沌系统的无源控制[A];2012年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C];2012年

2 许雁龙;朱凌;颜湘武;董清;;升压斩波式串级调速系统的无源控制方法[A];第25届中国控制会议论文集（下册）[C];2006年

3 杨剑;崔宝同;;时变不确定离散广义系统的鲁棒无源控制[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈华;基于端口受控哈密顿模型的永磁同步直线电机无源控制[D];郑州大学;2015年

2 王雨婷;塔式起重机无源防摆控制方法研究[D];太原科技大学;2015年

3 路坤锋;不确定时滞跳变系统的鲁棒无源控制研究[D];河北科技大学;2009年

4 陈晓静;线性不确定时滞系统的无源控制[D];燕山大学;2008年

5 杨剑;不确定时滞系统的鲁棒无源控制[D];江南大学;2008年

6 贾会梅;切换随机时滞系统的无源控制[D];南京理工大学;2014年

7 李鹤;不确定离散系统的无源控制及指数无源控制问题的研究[D];辽宁大学;2014年

8 杨丽红;广义却换系统的无源控制[D];辽宁大学;2012年

9 葛勇勇;广义时滞系统的无源控制[D];安徽大学;2006年

10 李琳;不确定线性时变时滞系统的鲁棒无源控制[D];哈尔滨理工大学;2010年

  本文关键词：塔式起重机无源防摆控制方法研究

  更多相关文章： 塔式起重机 无源控制 模糊神经网络控制 哈密顿系统 反演滑模控制

，

本文编号：514812