单参数调整的欠驱动吊车防摆定位全过程自抗扰控制

通过对比台车作业轨迹的理想值与实际值,构造台车作业轨迹的误差反馈控制律;针对绳长、负载、非线性等因素影响负载摆动且负载摆动角度和角速度难以测量的问题,设计负载摆动的扩张状态观测器,并构造抑制负载摆动的误差反馈控制律,进而得到不依赖于系统模型参数、结构简单且能抑制系统非线性及干扰影响的吊车防摆定位全过程自抗扰控制器。研究结果表明:使用Hurwitz稳定矩阵的特征值与控制系统增益产生关联,保证闭环系统的稳定性,而且将繁琐的控制系统参数化为容易实施的单参数调整,使吊车在绳长变化及外界恶劣环境的干扰下,实际作业曲线都能全过程按照设定轨迹以尽可能小的负载摆角运行,使台车作业时间得到准确控制,吊车作业效率显著提升。

基于卡尔曼滤波器的吊车消摆定位滑模控制

为解决持续和大幅值突变两种不同类型的外部扰动对欠驱动吊车工作的影响,同时考虑了系统噪声和量测噪声,提出一种基于扩展卡尔曼滤波器和滑模控制结合的复合控制方案。该控制方案先利用扩展卡尔曼滤波器估计吊车系统真实状态量的变化,减少干扰对系统的影响,达到减小滑模控制中切换增益的目的,有效抑制滑模控制中的抖振现象,再结合滑模控制进一步提高系统的鲁棒性和抗干扰能力。仿真和实验结果表明,在处理不同类型的干扰时,设计的控制方案能够通过调整卡尔曼滤波器增益自适应调整控制系统参数,有效抑制了滑模控制的抖振问题,降低了噪声和干扰对系统影响的敏感度,提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力。