基于迭代学习的桥式起重机定位与防摆控制研究

发布时间：2017-05-14 09:17

  本文关键词：基于迭代学习的桥式起重机定位与防摆控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：桥式起重机是港口、码头、货场等场所货物运输、吊装的主要设备。起重机的快速起吊、行走和货物准确定位直接影响生产的效率和安全,其中起重机的定位和防摆控制是研究的热点问题。据统计,传统的起重机在每次装卸货物时,平均有30%以上的时间浪费在固定落点上,严重影响了桥式起重机的生产效率,甚至造成安全隐患。因此对桥式起重机的准确定位和防摆控制问题的研究有重要意义。本文综述了桥式起重机定位与防摆控制问题的国内外研究现状。对各种智能控制、机械控制方法进行了分析讨论,有一些成功应用的案例,但在定位精度和消摆控制效果上还达不到满意的效果,而且大多数控制方法都影响了桥式起重机的运行速度。桥式起重机在运输同批次货物时有较强的重复性,重复性体现在具有相同的起点和终点,相同的期望轨迹,相同的载重。针对桥式起重机的重复性,本文采用迭代学习算法就桥式起重机的定位和防摆控制进行研究。首先根据桥式起重机的物理模型,通过对小车和载重的受力分析,得到桥式起重机的动力学模型。基于拉格朗日方程,由动力学方程得到桥式起重机的二维和三维非线性数学模型,并将其线性化处理。分别设计了以下情况的迭代控制器:绳长不变时的二维、三维控制器;绳长变化时的二维、三维控制器;存在初始误差时的二维、三维控制器。通过仿真分析,在以上各种情况下所设计的迭代学习控制器能有效抑制摆角,在有限时间内实现位置的完全跟踪,小车在指定时间到达指定位置,达到预期目标。
【关键词】：桥式起重机 定位 防摆 迭代学习
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH215
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 定位与防摆控制国内外研究现状9-12
• 1.2.1 机械式防摆装置9-10
• 1.2.2 控制算法10-12
• 1.3 本文研究内容12-15
• 2 桥式起重机数学模型15-29
• 2.1 桥式起重机简介15-16
• 2.2 桥式起重机建模方法16-17
• 2.3 二维桥式起重机数学模型17-21
• 2.3.1 系统非线性方程的建立18-20
• 2.3.2 模型的线性化20-21
• 2.4 三维桥式起重机数学模型21-29
• 2.4.1 系统非线性方程的建立22-25
• 2.4.2 模型的线性化25-29
• 3 二维桥式起重机定位与防摆迭代学习控制器设计29-49
• 3.1 迭代学习控制算法29-33
• 3.1.1 算法概述29-30
• 3.1.2 迭代学习控制的基本原理30-31
• 3.1.3 迭代学习控制的算法流程31-33
• 3.2 绳长不变时的ILC设计33-39
• 3.2.1 桥式起重机模型33-34
• 3.2.2 控制器设计及收敛性分析34-36
• 3.2.3 仿真实验36-39
• 3.3 绳长变化时的ILC设计39-43
• 3.3.1 起重机模型39-40
• 3.3.2 控制器设计及收敛性分析40-41
• 3.3.3 仿真实验41-43
• 3.4 有初始误差的ILC设计43-49
• 3.4.1 控制器设计及收敛性分析43-45
• 3.4.2 仿真实验45-49
• 4 三维桥式起重机定位与防摆迭代学习控制器设计49-73
• 4.1 绳长不变时的ILC设计49-56
• 4.1.1 桥式起重机模型49-51
• 4.1.2 控制器设计及收敛性分析51-54
• 4.1.3 仿真实验54-56
• 4.2 绳长变化时的ILC设计56-64
• 4.2.1 桥式起重机模型56-58
• 4.2.2 控制器设计及收敛性分析58-61
• 4.2.3 仿真实验61-64
• 4.3 恒定初始误差时的ILC设计64-73
• 4.3.1 桥式起重机模型64-65
• 4.3.2 有初始误差的控制器设计65-69
• 4.3.3 仿真实验69-73
• 5 总结与展望73-75
• 5.1 总结73
• 5.2 展望73-75
• 参考文献75-79
• 作者简介79-81
• 学位论文数据集81

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