基于时变理论桥式吊车抗摆控制的研究

发布时间：2022-01-03 06:31

　　吊车作为一种重物运输工具,已广泛应用于车间、码头、仓库等场所。但由于吊车自身结构的原因,负载在吊运过程中不可避免的会产生摆动。通常吊车负载的摆动是由有经验的工人适当的减慢吊车的吊运速度,和等待摆动衰减到一定程度后,再进行就位操作。这样不仅降低了工作效率,而且不利于安全生产。因此,如何快速消除吊运过程中的摆动,长期以来是国内外控制领域研究的典型问题。 本文针对线性化的平面的桥式吊车的数学模型,首先,考虑定绳长条件下的桥式吊车数学模型应用最近发展起来的并行微分（PD）特征值分配方法设计了一个控制器（使用这种理论可以把线性时不变控制器设计的经典结果,扩展到时变的情况）,并且针对所设计的控制器进行了计算机模拟仿真,且和其它方法所设计的控制器进行对比,结果表明该方法在吊车抗摆控制中的有效性。 然后,本文又考虑了变绳长条件下的桥式平面吊车模型,使用Wolovich提出的时变系统的状态反馈稳定化方法,设计了一个控制器,该方法是计算状态反馈增益矩阵,使给定闭环系统通过李雅普诺夫变换等价于一个由期望特征值组成的稳定的时不变系统,由于李雅谱诺夫变换保持稳定性不变,所以原来的时变系统也是稳定的,... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内研究的现状
    1.3 国外研究的现状
    1.4 国内外研究现状的比较
    1.5 本文的主要研究内容
2 PD谱理论
    2.1 LTV系统的谱理论
        2.1.1 LTV控制系统
        2.1.2 LTI系统谱理论
        2.1.3 微分代数谱理论
        2.1.4 二阶SPDO的微分代数谱理论
    2.2 稳定性、能控性与能观性
        2.2.1 稳定性
        2.2.2 能控性与能观性
    2.3 PD特征结构分配
        2.3.1 PV标准形式的状态坐标变换
        2.3.2 PD谱的合成和实现
        2.3.3 PD谱配置稳定
        2.3.4 PD特征结构解耦
3 定绳长条件下吊车抗摆控制技术的研究
    3.1 吊车的数学模型
        3.1.1 模型假设
        3.1.2 具有2个自由度的移动高架吊车模型
        3.1.3 系统移动时的动能
        3.1.4 系统的势能
        3.1.5 在q(t)=θ(t)自由度下的拉格朗日方程
        3.1.6 在q(t)=x自由度下的拉格朗日方程
        3.1.7 操作点附近的线性模型
    3.2 控制器的设计
        3.2.1 化相位变量的规范形式
        3.2.2 设计状态反馈
        3.2.3 计算状态反馈
        3.2.4 稳定胜的判定
    3.3 仿真分析
4 变绳长条件下吊车抗摆控制技术的研究
    4.1 吊车的数学模型
    4.2 控制器设计步骤
    4.3 吊车控制器设计
    4.4 仿真分析
5 结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊的桥式起重机的定位和防摆控制研究[J]. 王晓军,邵惠鹤.  系统仿真学报. 2005(04)
[2]基于粗集理论的吊车摆控制研究[J]. 郭贤生,吴斌.  计算机工程与应用. 2005(07)
[3]基于滑模方法的桥式吊车系统的抗摆控制[J]. 王伟,易建强,赵冬斌,刘殿通.  控制与决策. 2004(09)
[4]桥式吊车系统的分级滑模控制方法[J]. 王伟,易建强,赵冬斌,刘殿通.  自动化学报. 2004(05)
[5]适于长距离运输的分段吊车模糊控制[J]. 刘殿通,易建强,谭民.  控制理论与应用. 2003(06)
[6]基于遗传算法的模糊控制在智能系统中的应用[J]. 刘毅,董宁.  微计算机信息. 2003(01)
[7]提升起重机的时滞滤波消摆控制[J]. 梁春燕,贾青,谢剑英.  应用科学学报. 2001(02)
[8]桥式吊车模糊防摆技术[J]. 华克强.  中国民航学院学报. 2000(03)
[9]桥式起重机抓斗的防摆控制[J]. 邹军,陈志坚.  山东大学学报(自然科学版). 1999(01)
[10]桥式起重机水平运行及抓斗防摆规律研究[J]. 邹军,陈志坚.  山东大学学报(自然科学版). 1998(04)



本文编号：3565759