基于模型预测控制的桥式起重机荷载消摆控制研究

发布时间：2021-09-30 06:30

　　针对桥式起重机荷载运动的模型,采用一种线性时变模型预测控制方法。通过建立桥式起重机荷载运动三维模型,对模型进行线性化处理得到系统线性化方程,设计线性时变模型预测控制器,对加入预测控制前后的荷载运动的轨迹跟踪效果、系统控制量、状态量的变化进行对比分析,研究其消摆控制效果。仿真分析表明,荷载的运动轨迹能快速且平稳的跟踪上参考轨迹,从而实现消摆控制。 

【文章来源】：科技创新与应用. 2020,(15)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

桥式起重机荷载运动三维模型

桥式起重机荷载运动参数设定为：小车质量Mx=50kg，大车质量My=50kg，荷载质量m=20kg，绳长为l=2m，μ=0.2，重力加速度g=9.8m/s2。在Matlab环境下对桥式起重机荷载运动三维模型的消摆跟踪过程进行仿真。同样设定期望的跟踪参考轨迹为y=2，从坐标原点进行轨迹跟踪，仿真时间设为20s，下图中（a)(b）分别表示未加入和加入模型预测控制器的荷载轨迹跟踪效果。图2所示的桥式起重机荷载运动三维模型轨迹跟踪效果对比，曲线点轨迹为荷载在每一时刻的实际位置，直线为参考的目标轨迹，阴影部分为预测时域内荷载位置在此刻预测到的下一时刻预测位置。在加入模型预测控制器作用下，荷载的轨迹运动运动能快速且平稳地跟踪上参考轨迹直线，并按照参考轨迹保持稳定直线运行。

图2所示的桥式起重机荷载运动三维模型轨迹跟踪效果对比，曲线点轨迹为荷载在每一时刻的实际位置，直线为参考的目标轨迹，阴影部分为预测时域内荷载位置在此刻预测到的下一时刻预测位置。在加入模型预测控制器作用下，荷载的轨迹运动运动能快速且平稳地跟踪上参考轨迹直线，并按照参考轨迹保持稳定直线运行。图4 系统状态量变化对比图

【参考文献】：
期刊论文
[1]桥架起重机防晃控制非线性系统建模与研究[J]. 杨立颖.  计算机测量与控制. 2020(02)
[2]基于高斯伪谱法的双摆桥式起重机消摆策略分析[J]. 刘岩松,王宗彦,石瑞敏,李松.  科学技术与工程. 2020(01)
[3]基于模型预测算法的桥式起重机消摆控制[J]. 胡富元,邵雪卷,张井岗.  控制工程. 2019(07)
[4]基于模型的回转式液压起重机消摆控制仿真研究[J]. 姚亮,肖人源.  自动化应用. 2016(01)
[5]桥式起重机定位和消摆的非线性优化PID控制研究[J]. 朱发渊,汪朝晖,李欣欣.  制造业自动化. 2014(24)



本文编号：3415298