桥式吊车系统的建模与仿真研究

发布时间：2021-08-18 09:54

　　以桥式吊车装置为研究对象,针对系统的控制要求,合理建立系统模型,并进行系统特性分析。为降低桥吊装置工作时的潜在危险,分别设计了4种控制策略,并在Simulink中进行仿真。通过比较系统在4种控制策略下的5个状态变量的动态过程,证明了带降维状态观测器的渐进跟踪控制系统在可靠、稳定、精度等性能上更佳,成本低,控制效果优。 

【文章来源】：实验室研究与探索. 2020,39(05)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

桥吊系统工作示意图

开环状态下位移量与摆动角度的动态过程如图2所示。仿真结果证明，小车运动系统在开环状态下，重物的摆角θ随小车的位移增加呈振荡表现，并未渐近于零。显然，这种动态过程系统性能极差，不符合控制要求[5]。

控制系统原理图如图3所示，将系统期望输出yr=10作为给定参考信号。跟踪控制方法是由镇定补偿器和伺服补偿器相结合，用以保证小车能够精准定位，且具有良好的动态性能。控制作用由两部分组成:状态反馈控制u1，使系统稳定和具有满意的动态性能;u2由“伺服补偿器”产生，能够实现输出y对yr跟踪，使小车能够精准地停在给定参考位置上。其中:yr是阶跃函数，其特征多项式为φ(s)=s。按上述方法，容易判别系统是能控且能观的，有:n=5;p=q=1。可确定出伺服补偿器的模型为:

【参考文献】：
期刊论文
[1]桥式吊车装卸定位防摇控制研究[J]. 姚亚婵,徐为民,郑翔,彭勃华.  计算机仿真. 2017(11)
[2]无刷直流电机闭环调速实验装置的建模与仿真[J]. 聂晓华,王薇.  实验技术与管理. 2017(04)
[3]桥式吊车系统信息融合跟踪控制器设计[J]. 王志胜,周超,孙俊珍.  系统科学与数学. 2017(03)
[4]一种直接基于摆角约束的欠驱动桥式吊车轨迹规划方法（英文）[J]. 王鹏程,方勇纯,江紫亚.  自动化学报. 2014(11)
[5]倒立摆状态反馈极点配置与LQR控制Matlab实现[J]. 刘文秀,郭伟,余波年.  现代电子技术. 2011(10)
[6]基于状态观测器的倒立摆系统控制与实验研究[J]. 罗忠,赵士鑫,史志勇,郭立新.  东北大学学报(自然科学版). 2010(01)
[7]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)
[8]桥式起重机的定位和防摆控制研究[J]. 王克琦.  系统仿真学报. 2007(08)

博士论文
[1]欠驱动单级摆及二级摆型桥式吊车非线性控制策略研究[D]. 张梦华.山东大学 2018

硕士论文
[1]桥式起重机防摇摆控制算法研究[D]. 白心阳.南京航空航天大学 2018
[2]三维桥式吊车防摆的力学分析与应用[D]. 罗京.哈尔滨工业大学 2016



本文编号：3349670