基于部分解耦与模糊控制的变绳长三维吊车系统防摆与定位控制研究

发布时间：2018-01-08 11:12

  本文关键词：基于部分解耦与模糊控制的变绳长三维吊车系统防摆与定位控制研究　出处：《河北工业大学》2011年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：在现实的运输过程工作中，起重机吊车系统的负载摆动问题一直是实现吊车系统快速装运的一个不可逾越的难题；吊车系统与其抓斗负载是以绳索相连接的，然而随着吊车系统搬运负载的进行，负载会由于小车或大车的加速或减速过程而受到影响产生来回的摆动。吊车系统中绳索—抓斗—负载组成的系统又是一个弱阻尼系统，因而负载的摆动响应需要很长时间的衰减。在现实中，负载一般需要准确性定位，因而在负载摆动时通常是由有经验的师傅适当的减慢吊车系统的运行速度或者等到负载摆动衰减到一定程度后，再进行就位操作。这样不仅不利于生产率的提高，有时还会因师傅的大意而造成事故的发生。 为了提高吊车系统的安全性、工作效率以及达到易于实现等目的，在此需要设计出合理的控制策略来完成其自动操作，本文在天津起重机设备有限公司的大力支持下，针对这一具有激励不足欠驱动特性和非线性的变绳长吊车系统进行了深入研究。 在对系统的分析方面，本文首先通过选取变绳长吊车系统目标控制变量作为系统坐标系的变量值，运用运动学基本原理分析出小车的坐标位置与速度，然后通过拉格朗日方程运算，建立起了桥式起重机的动力学数学模型。而后分别对变绳长吊车系统的运动机理及其抓斗及重物产生摆动因素进行了分析与研究。最后提出了一种基于部分解耦与模糊控制相结合的系统控制器，来实现系统的准确定位与防摆现象，数字实验仿真表明此控制策略不但简化了其复杂的数学运算，，而且提高了系统的控制精度，缩短了系统的调节时间，使其具有良好的动态性能和较强的鲁棒性能。
[Abstract]:In practice , the problem of load swing of crane crane system has been an impassable problem for the rapid shipment of crane system . The crane system and its grab bucket are connected with ropes . However , with the loading of the crane system , the load can be impacted back and forth due to the acceleration or deceleration of the trolley or big car . In order to improve the safety , work efficiency and easy realization of crane system , it is necessary to design a reasonable control strategy to accomplish its automatic operation . In this paper , under the strong support of Tianjin Crane Equipment Co . , Ltd . , this paper makes a deep study on this system with insufficient driving characteristic and nonlinearity . On the analysis of the system , this paper first analyzes and studies the coordinate position and velocity of the trolley by selecting the target control variable of the variable rope length crane system as the variable value of the system coordinate system . Then , a system controller based on partial decoupling and fuzzy control is used to analyze and study the motion mechanism of the long crane system , the grab bucket and the weight of the heavy weight . The simulation of digital experiment indicates that the control strategy not only simplifies the complex mathematical operation , but also improves the control precision of the system , and makes the system have good dynamic performance and strong robustness .

【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH21

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本文编号：1396855