桥式起重机减摆控制技术

发布时间：2017-08-05 00:08

  本文关键词：桥式起重机减摆控制技术

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【摘要】：桥式起重机具有搬运重量大、使用方便的优点，在制造车间、建筑工地、航运码头等地被广泛使用。但是由于起重机与载荷之间采用钢丝绳柔性连接，载荷在转运过程中会出现摆动，给起重机的工作效率和工作安全带来严重的负面影响。本文围绕桥式起重机减摆问题，探讨了几种易于工程实现的减摆控制方式，主要内容如下： 首先，对起重机进行力学分析，，运用拉格朗日方法建立了起重机动力学模型。通过对三维模型化简解耦，最后确立本文研究的二维起重机动力学模型。 状态反馈起重机减摆控制。首先，提出了状态反馈PD控制，在控制律中引入饱和函数tanh()，实现反馈控制的驱动力输入受限。运用李亚普诺夫稳定性原理和拉塞尔不变性原理证明了闭环系统的全局渐近稳定性；然后，引入交叉耦合项，提出了状态反馈PD+控制，并证明了闭环系统的全局渐近稳定性。在Matlab环境下对系统进行数值仿真，验证了所提出的控制律的有效性。 提出了只基于起重机小车和载荷位置信息的输出反馈PD控制方法，证明了闭环系统的全局渐近稳定性，并进行了数值仿真。虽然这种控制的减摆效果不如前两种方法好，但是由于反馈信息容易获得，具有一定的实用价值。 所提出的饱和控制具有明晰的上下界，可以通过预先选择控制器的参数满足确定的条件来有效避免驱动器饱和所带来的危害。 尝试模糊控制方法。使用两个模糊控制器相互配合，控制小车驱动力，另用一个模糊控制器控制钢丝绳提升力。并对此方案了进行数值仿真，结果表明该控制方法减摆效果良好。
【关键词】：起重机减摆 渐近稳定 状态反馈控制 输出反馈控制 模糊控制
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 课题研究的意义7-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 论文主要研究内容及章节安排11-13
• 1.3.1 论文主要研究内容11
• 1.3.2 论文章节安排11-13
• 第二章 起重机动力学模型13-23
• 2.1 桥式起重机基本结构及功能13
• 2.2 桥式起重机三维动力学模型13-17
• 2.2.1 桥式起重机模型建立基础13-15
• 2.2.2 拉格朗日动力学方程15
• 2.2.3 桥式起重机三维建模15-17
• 2.3 桥式起重机二维建模17-19
• 2.4 桥式起重机动力学模型分析19-21
• 2.5 本章小结21-23
• 第三章 状态反馈控制23-33
• 3.1 引言23
• 3.2 状态反馈饱和 PD 控制23-28
• 3.2.1 控制律的提出23-24
• 3.2.2 稳定性分析24-25
• 3.2.3 数值仿真25-28
• 3.3 状态反馈饱和 PD+控制28-32
• 3.3.1 控制律的提出28
• 3.3.2 稳定性分析28-29
• 3.3.3 数值仿真29-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 输出反馈控制33-43
• 4.1 引言33
• 4.2 输出反馈 PD 控制33-37
• 4.2.1 控制律的提出33-34
• 4.2.2 稳定性证明34-35
• 4.2.3 数值仿真35-37
• 4.3 输出反馈饱和 PD 控制37-40
• 4.3.1 控制律的提出37-38
• 4.3.2 稳定性证明38
• 4.3.3 数值仿真38-40
• 4.4 本章小结40-43
• 第五章 模糊控制43-51
• 5.1 引言43
• 5.2 模糊控制简介43-45
• 5.2.1 模糊控制发展概况43-44
• 5.2.2 模糊控制基本原理44-45
• 5.2.3 模糊控制分类45
• 5.3 起重机减摆模糊控制器设计45-48
• 5.3.1 起重机系统规划46-47
• 5.3.2 设置输入输出信息论域分割47
• 5.3.3 设计控制规则47-48
• 5.4 数值仿真48-50
• 5.5 本章小结50-51
• 第六章 总结与展望51-53
• 6.1 总结51-52
• 6.2 展望52-53
• 致谢53-55
• 参考文献55-59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：622333