堆垛机立柱摆动分析及其智能算法的研究

发布时间：2021-09-25 03:43

　　建立堆垛机立柱结构的摆动方程,分析造成立柱摆动振幅过大的影响因素并进行优化。设计最优控制理论智能算法,设计思想为在不影响堆垛机工作效率的前提下可有效抑制立柱摆动振幅。建立摆动方程的仿真图,对于是否运用最优控制理论算法的仿真图做对比分析,证明所提出的算法可有效达到抑制立柱摆动,达到提高堆垛机稳定性的目的。 

【文章来源】：制造业自动化. 2020,42(05)CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

堆垛机简化图-单质点悬臂梁模型

所谓三角函数型速度曲线如图2所示，相比于梯形速度控制算法，其速度曲线柔性度更优，平滑性更好；加速度曲线无瞬时突变，变化连续且处处可导，减小了由突变引起的冲击；相比于抛物线型速度控制算法，速度曲线无明显尖角产生，加加速度曲线非脉冲形式非恒定值，可有效解决速度加速度突变，所导致的立柱瞬间摆动幅度过大问题，增加了堆垛机作业期间速度过大以及启动制动过程的稳定性。首先分析速度曲线加速阶段，本文选取正弦函数sinx为增函数的半个周期作为加速段速度曲线。构造三角函数速度公式，当堆垛机以初始速度v1运行到最大速度vm a x，即做变速运动时速度曲线表达式为：

通过是否运用最优控制理论方法构造立柱摆动振幅曲线对比图。堆垛机在水平运动方面，设目标距离为Sv=42m，可达到最大设计速度Vv=300m/min，可达到最大设计加速度av=2m/s2，加加速度为Jv=1m/s3。三角函数型速度控制曲线图如图3所示。堆垛机在垂直运动方面，设目标距离为SH=3m，若不采用最优控制算法则以最短时间到达目的地址，则可达到最大设计速度为Vv=90m/min，最大加速度aH=2m/s2，速度曲线图如图4所示。若采用最优控制算法，二维运动同时达到目的地址，此时可达到的最大速度为vH=24m/min，加速度最大值为am=0.8/3.3m/s2，曲线如图5所示。构造公式(5)的仿真图将水平与垂直速度曲线导入建立的Simulink摆动仿真系统中，如图6、图7所示。图4 时间最优时垂直方向速度曲线图


本文编号：3409021