基于自适应分层滑模的塔式起重机防摆与定位控制

针对三维空间中呈现二级摆结构的塔式起重机的防摆与定位控制问题,考虑变幅回转联合运行工况,提出了一种自适应分层滑模控制方案。首先将塔式起重机系统分为定位子系统、一级摆角子系统和二级摆角子系统,设计了分层滑模控制律;然后设计了自适应律,提高了系统对参数的适应性和对外在干扰的抑制性能;最后验证了系统的稳定性并对系统进行了仿真。仿真结果表明,系统在受到瞬时扰动时,自适应律可估算出扰动大小,控制器能快速做出反应,调整控制力/力矩以抵消瞬时扰动,使瞬时扰动不对系统的位置以及吊钩和负载的摆角造成明显影响。该文自适应分层滑模控制器能在一定程度上抑制瞬时扰动造成的吊钩和负载的摆动,具有较好的鲁棒性。

三维运动模式下的桥式吊车神经网络滑模控制

三维运动模式下的桥式吊车具有更高的生产效率,但其定位与防摆控制也更具挑战性.针对该问题,本文提出一种基于最小参数学习的神经网络滑模控制方法.首先,建立了包含机械摩擦力和空气阻力的全驱动动力学模型,解决了系统由于欠驱动特性导致控制器难以设计的问题;随后,设计了基于指数趋近律的滑模控制器,引入径向基函数(radial basis functions,RBF)神经网络的最小参数学习法对系统的不确定性模型进行逼近;并对控制器的稳定性进行了严格的数学证明.仿真与实验结果表明,本文所提控制方法在有/无外界干扰的情况下,都能实现吊车的精确定位与负载摆动的有效抑制.

基于模糊的桥式起重机的定位和防摆控制研究

近年来,很多学者对桥式起重机的防摆控制方法进行了研究,以提高起重机的作业效率。针对起重机模型的非线性和不确定性,设计了一种基于模糊的起重机的定位和防摆控制方法,利用两个模糊控制器对小车的位置和负载的摆动分别进行控制。其中,模糊位置控制器的设计是参考一个简单的速度参考曲线,对位置和速度进行有效地控制;而模糊防摆控制器则模仿起重机操作员的实际操作经验设计了一套模糊控制规则来消除负载的摆动。仿真结果证明了该方法的可行性,并且与线性二次型最优控制(LQR)进行了比较,表明了该方法的良好性能,且该方法对不同的绳长和负载有着较好的鲁棒性。

基于模糊控制的塔式起重机定位和防摆仿真实验

塔式起重机作为一种搬运机械,在工业生产中,由于自身运行过程中常常受到外界因素的干扰,影响生产效率,造成安全隐患。文中采用模糊算法和传统PID相结合,针对塔吊模型非线性和不确定性,设计出一种基于模糊PID的塔式起重机小车定位和负载防摆控制系统。根据给定的初始位移,利用两个控制器分别对位移和摆角进行控制,达到了较好的控制效果,并在Simulink仿真平台上验证了系统的可行性。

桥式起重机水平运动系统的模糊滑模控制

针对桥式起重机水平吊运中的小车定位和负载摆动控制问题,提出了一种模糊滑模控制方法。该方法将摆角动态引入到小车位置滑模面设计中,从而在实现小车定位控制的同时,通过对摆动方程角速度项的补偿确保了负载摆动的稳定性,并进一步采取模糊控制方法对滑模趋近率系数进行调节来消除控制力的抖振现象。理论分析与仿真结果证明了该方法是可行的,并且对负载质量和摩擦系数的变化具有较好的鲁棒性。

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。

基于粒子群优化算法的桥式起重机PID控制参数优化

为提高桥式起重机自动化水平,使起重机实现精确定位、有效防摆和快速消摆;以桥式起重机的定位和防摆控制为研究对象,根据拉格朗日方程,建立了桥式起重机二自由度运动的数学模型,并将其在Simulink中搭建出来;利用在Matlab中编写的粒子群优化算法程序,对PID的参数进行优化,设计了粒子群算法优化PID的定位和防摆摆控制器;由Matlab和Simulink联合仿真得:采用PSO算法优化PID参数的控制器后,起重机小车实现了无超调无静差的快速定位,同时吊重系统摆动得到了快速有效的抑制,仿真结果证明了该方法的有效性。

桥式起重机定位和防摆的粒子群算法优化PID控制

为使桥式起重机精确定位和快速消摆,设计了利用PSO算法优化PID参数的定位防摆控制器。通过在Matlab中编写PSO算法程序和连接Matlab与Simulink的调用函数程序,结合在Simulink中建立的起重机吊重系统模型,完成了PSO-PID控制器控制的吊重系统的仿真。通过仿真,起重机小车实现了无超调无静差的快速定位,吊重摆动也得到快速有效的抑制。仿真结果证明了该控制器的可行性和有效性。

基于自抗扰观测器控制的起重机防摆定位系统

针对桥式起重机水平运动系统是一个非线性、变参数、强耦合、欠驱动的系统,采用自抗扰观测器进行定位和防摆控制,自抗扰观测器可以对系统的内部扰动和外部扰动进行观测,并加以补偿。仿真实验结果表明,系统具有良好的动态、静态特性和强的鲁棒性。

智能起重机路径规划及定位防摆控制策略

随着我国基础建设规模的加大和人力资源的短缺,智能起重机的应用备受关注。在了解国内外主要研究成果的基础上,对智能起重机路径规划的研究方法以及智能起重机小车定位和负载防摆的控制策略进行分类总结,并对各种方法的优缺点进行分析比较,展望了智能起重机路径规划和防摆定位控制的发展趋势。

基于自抗扰理论的桅杆式起重机定位与消摆控制

桅杆式起重机在吊运的过程中负载产生的摆动问题会影响工作效率,严重时会造成一定的安全事故。为此,设计一种自抗扰控制器在保证负载快速精准定位的前提下,抑制负载摆角。首先,对桅杆式起重机进行动力学分析,建立系统的空间三维动力学方程;然后,针对桅杆式起重机的非线性和欠驱动特性设计自抗扰消摆控制器,实现旋转和俯仰运动机构的精准定位和有效消摆,从而为实际应用吊运过程中节省了大量的时间。最后,通过分别设置不同的绳长值以及与其他控制方法仿真结果对比分析可知,该控制器对桅杆式起重机负载的摆角值有着很好的抑制效果,并具有较强的鲁棒性。

分组自适应模糊神经网络在双摆吊车上的应用

在工业生产中,若吊钩质量较大不能忽略,吊车会呈现出双摆系统特征,即吊钩绕台车进行一级摆动,同时负载绕吊钩进行二级摆动。针对这种欠驱动非线性系统控制问题,提出一种基于双摆桥式吊车系统的自适应神经网络与分组模糊控制相结合的控制策略。具体而言,采用改进的Takagi-Sugeno型神经网络模糊控制模型,利用分组模糊控制的方法,规避多输入模糊系统规则冗杂导致的时效性问题。因模糊控制不具备自适应与迭代优化参数的能力,引入神经网络模型借助混合算法,通过前向学习与反向学习,利用二次型最优控制理论设计得出的样本数据,不断优化模糊规则和隶属度函数,从而使控制器参数高精度逼近系统要求,满足双摆吊车高温熔融金属吊运的需求。最后仿真实验结果证明该控制策略不仅使双摆桥式吊车台车与负载快速、精确到达目标位置,还能够抑制吊钩与负载的摆动,提高了控制器性能。

塔机位置与防摆控制研究

塔式起重机作为一种最常用的运输机械,在作业过程中,由于作业环境恶劣以及自身缺陷等原因,给生产实践造成了安全隐患。针对此情况,文中采用延迟反馈控制和模糊逻辑控制技术,同时考虑塔机平移运动和旋转运动的耦合作用,设计出了基于延迟反馈和模糊控制的塔机小车定位和负载防摆控制器。通过计算机仿真可知,在负载运动过程中,所设计之控制器能够有效控制小车位置精度,且能够有效地消除负载摆动。结果表明了该系统有效且可行。

桥式起重机定位和防摆的RBF神经网络控制

针对起重机模型的非线性和不确定性,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的起重机定位和防摆控制方法,利用2个RBF神经网络控制器对小车的位置和负载的摆动分别进行控制。RBF神经网络位置控制器参考一个简单的方波位置参考曲线,可对位置和速度进行有效地控制;RBF神经网络防摆控制器用来实现悬绳摆角和摆角速度在到达目标位置时减小到零。仿真实验结果表明:该方法能同时实现起重机系统定位控制和重物防摆功能,与线性二次型最优控制(LQR)相比,具有较好的控制性和鲁棒性。

基于模糊控制的桥式起重机抓斗的防摆控制研究

针对起重机模型的非线性和不确定性,设计了一种基于模糊的起重机的定位和防摆控制方法,利用2个模糊控制器对小车的位置和负载的摆动分别进行控制。与线性二次型最优控制(LQR)进行了比较,表明了该方法的良好性能,且该方法对不同的绳长和负载有着较好的鲁棒性。

基于模糊自适应PID控制的桥式起重机定位防摆研究

指出了一种基于模糊自适应PID控制的桥式起重机定位和防摆方法,通过找出偏差和偏差变化率与PID控制器3个参数之间的模糊关系,在运行中跟踪误差信号来动态改变控制器参数,以满足不同的偏差和偏差变化率对控制参数的不同要求,从而使被控对象有良好的动静性能。仿真结果表明了该方法的可行性及较好的鲁棒性。

基于鸟群算法优化的桥式吊车线性自抗扰控制

针对欠驱动吊车的防摆与定位问题,本文提出一种基于线性自抗扰控制技术(LADRC)的欠驱动桥式吊车控制策略及控制器参数优化方法。区别于其他常规的桥式吊车控制策略,该方法不需要对吊车模型进行任何近似解耦或线性化处理,允许模型存在一定的不确定性并且考虑了系统所受的摩擦力与空气阻力等干扰,同时针对传感器噪声污染环境下控制器的参数整定问题,应用鸟群优化算法进行参数优化。在负载质量和吊绳绳长等发生变化或存在不确定因素的情况下,控制策略依然能实现对台车的精确定位与负载摆动的有效抑制。最后通过仿真证明了控制方法具有良好的控制性能。

桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制

介绍一种桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制方法。为实现对小车的位置和抓斗的摆动分别控制而设计了两个控制回路,其中一个回路采用常规的PID算法来调节小车的位置和速度,同时另一个回路则利用模糊逻辑控制器来消除抓斗的摆动。仿真结果表明了该方法的可行性,与线性状态反馈控制(LQR)相比,该方法对不同的绳长有着较好的鲁棒性。

船用起重机减摇控制系统设计与试验研究

针对起重机吊重摇摆的抑制问题,设计一种船舶起重机减摇系统,减小起重机作业过程中吊重产生的摆动,对提升起重机的作业效率及安全性有重要的意义。此外,针对带折叠减摇臂式船用减摇起重机装置提出一套控制方案,并通过试验验证其综合减摇效果达到60%以上,充分验证了该控制方案的正确性和可行性。

基于模型预测算法的桥式起重机消摆控制

桥式起重机系统的主要控制目标是将货物快速、精确地运送到目标位置,且在该过程中尽可能地减小负载的摆动幅度.为此,提出了一种基于微分平坦理论的模型预测方法,可在保证负载快速精确到达目标位置的同时,有效地将负载摆动的幅度限制在安全的范围内.根据起重机系统的微分平坦性质,构造了结构简单、具有微分平坦输出形式的预测模型,将负载的摆角约束转化为对该预测模型的输入约束,然后对系统进行在线优化控制.仿真结果表明该方法在实现桥式起重机台车快速精确定位的同时,能够将负载摆角限制在允许的范围内.