基于模糊自抗擾的塔機(jī)消擺控制方法
發(fā)布時(shí)間:2022-02-15 01:21
塔機(jī)消擺控制系統(tǒng)是一個(gè)非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng),傳統(tǒng)PID控制效果往往欠佳.對(duì)此,建立了一個(gè)含阻尼的塔機(jī)偏擺系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,并提出模糊自抗擾控制策略.通過自抗擾控制器對(duì)塔機(jī)回轉(zhuǎn)與變幅運(yùn)動(dòng)進(jìn)行解耦,模糊算法對(duì)自抗擾控制器各參數(shù)實(shí)施在線調(diào)整,并對(duì)解耦后的回轉(zhuǎn)、變幅子系統(tǒng)分別進(jìn)行控制.在仿真實(shí)驗(yàn)中,對(duì)比其他典型方法,提出的方法擺角消失速度更快,這表明在負(fù)載運(yùn)動(dòng)過程中,所設(shè)計(jì)控制器實(shí)時(shí)性和魯棒性較好.
【文章來(lái)源】:數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2020,50(17)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
圖1塔機(jī)運(yùn)劫坐標(biāo)系?
17期??劉峻峰,:等:基于模糊自抗擾的塔機(jī)消擺控制方法??125??度,重物回轉(zhuǎn)角度和變幅角度.??系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)變幅運(yùn)動(dòng),.變幅機(jī)構(gòu)由電機(jī)、卷筒、制動(dòng)器、變幅小車和滑輪等組成.??電機(jī)通過減速器轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒,鋼絲纏繞T-塔臂上的臂根滑輪、導(dǎo)向滑輪及臂端滑輪,通過鋼絲??繩的收放帶動(dòng)變幅小車在變幅行程極限內(nèi)往返運(yùn)行,如圖2所示.??圖中各參數(shù)含義如下:TOl,?m3為兩端傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的賽量質(zhì)最,r?2為小車憤量,Af:r?yàn)閭鲃?dòng)??系統(tǒng)代換至卷筒上的等效力矩,%?分別為振動(dòng)模型中鋼絲繩的阻尼系數(shù)穿剛度系數(shù).??圖1塔機(jī)運(yùn)劫坐標(biāo)系?圖2塔機(jī)擺動(dòng)模型??圖2中振動(dòng)模型分為3個(gè)階段:??第1階段:初始時(shí)刻,鋼絲繩處于松弛狀態(tài),不受力;角電機(jī)帶動(dòng)滾筒將松弛的鋼絲繩收??緊,鉗絲繩開始受力,第一階段結(jié)束.??第2階段:_絲繩張力逐漸増大直到等于小車在臂架上的水平摩擦力,這一過程中,m3??在鋼絲繩張力下開始振動(dòng),通過張緊的鋼絲將振動(dòng)形式傳遞給m2.,但小車并未進(jìn)行變幅運(yùn)??動(dòng),第二:階段結(jié)束.??第3階段:鋼絲繩張力大于小車水〒方向摩擦力,小車開始向右變幅運(yùn)動(dòng).m2,?m3在第??二階段中,產(chǎn)生肖由振動(dòng),當(dāng)小車受到突然沖擊時(shí),如起動(dòng)、加速都將伴隨振動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)阻尼.??頻繁的起動(dòng),加速、制動(dòng)將引起較大的沖擊,并產(chǎn)生阻尼振動(dòng).??如圖2所示,起動(dòng)過程,小車向右運(yùn)動(dòng),在*=0?刻時(shí),m3開始振動(dòng),根據(jù)振動(dòng)微分方程??(T?X?d.B?“??講.3?¥?+?58?+?=?0??解之,得:??g?8?=?AeT5t?cos(wi:?^?〇)?(2)??制動(dòng)時(shí),在卷筒的最大制動(dòng)力矩作用下,AED段受力繃直,小車左端開始振動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)??
圖3振動(dòng)位移^幅鬼度的關(guān)系??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]自抗擾控制器在陀螺穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 魏永清,許江寧,馬恒. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]起重機(jī)變幅運(yùn)動(dòng)吊重防擺控制研究[J]. 曹旭陽(yáng),袁靖,李萬(wàn)里,丁沖. 中國(guó)機(jī)械工程. 2015(05)
[3]自抗擾控制器的階次與參數(shù)的選取[J]. 張超,朱紀(jì)洪,高亞奎. 控制理論與應(yīng)用. 2014(11)
[4]基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的廣義預(yù)測(cè)控制[J]. 張園,孫明瑋,陳增強(qiáng),袁著祉. 系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué). 2014(11)
[5]起重機(jī)定位和防擺的變論域模糊控制[J]. 馬海峰,丁國(guó)富,黃文培,徐寶華. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2014(02)
[6]塔式起重機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模防擺控制[J]. 孫輝,陳志梅,孟文俊. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 2013(10)
[7]橋門式起重機(jī)吊重?cái)[角軟測(cè)量及仿真研究[J]. 鐘斌. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2011(09)
[8]基于狀態(tài)估計(jì)的起重機(jī)吊重?cái)[角衰減方法[J]. 鐘斌. 計(jì)算機(jī)仿真. 2011(07)
[9]塔機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵控制算法研究[J]. 劉曉勝,周進(jìn). 科學(xué)技術(shù)與工程. 2010(24)
碩士論文
[1]塔機(jī)偏擺模糊自抗擾控制研究[D]. 曾伍楊.中南大學(xué) 2014
本文編號(hào):3625626
【文章來(lái)源】:數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2020,50(17)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
圖1塔機(jī)運(yùn)劫坐標(biāo)系?
17期??劉峻峰,:等:基于模糊自抗擾的塔機(jī)消擺控制方法??125??度,重物回轉(zhuǎn)角度和變幅角度.??系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)變幅運(yùn)動(dòng),.變幅機(jī)構(gòu)由電機(jī)、卷筒、制動(dòng)器、變幅小車和滑輪等組成.??電機(jī)通過減速器轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒,鋼絲纏繞T-塔臂上的臂根滑輪、導(dǎo)向滑輪及臂端滑輪,通過鋼絲??繩的收放帶動(dòng)變幅小車在變幅行程極限內(nèi)往返運(yùn)行,如圖2所示.??圖中各參數(shù)含義如下:TOl,?m3為兩端傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的賽量質(zhì)最,r?2為小車憤量,Af:r?yàn)閭鲃?dòng)??系統(tǒng)代換至卷筒上的等效力矩,%?分別為振動(dòng)模型中鋼絲繩的阻尼系數(shù)穿剛度系數(shù).??圖1塔機(jī)運(yùn)劫坐標(biāo)系?圖2塔機(jī)擺動(dòng)模型??圖2中振動(dòng)模型分為3個(gè)階段:??第1階段:初始時(shí)刻,鋼絲繩處于松弛狀態(tài),不受力;角電機(jī)帶動(dòng)滾筒將松弛的鋼絲繩收??緊,鉗絲繩開始受力,第一階段結(jié)束.??第2階段:_絲繩張力逐漸増大直到等于小車在臂架上的水平摩擦力,這一過程中,m3??在鋼絲繩張力下開始振動(dòng),通過張緊的鋼絲將振動(dòng)形式傳遞給m2.,但小車并未進(jìn)行變幅運(yùn)??動(dòng),第二:階段結(jié)束.??第3階段:鋼絲繩張力大于小車水〒方向摩擦力,小車開始向右變幅運(yùn)動(dòng).m2,?m3在第??二階段中,產(chǎn)生肖由振動(dòng),當(dāng)小車受到突然沖擊時(shí),如起動(dòng)、加速都將伴隨振動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)阻尼.??頻繁的起動(dòng),加速、制動(dòng)將引起較大的沖擊,并產(chǎn)生阻尼振動(dòng).??如圖2所示,起動(dòng)過程,小車向右運(yùn)動(dòng),在*=0?刻時(shí),m3開始振動(dòng),根據(jù)振動(dòng)微分方程??(T?X?d.B?“??講.3?¥?+?58?+?=?0??解之,得:??g?8?=?AeT5t?cos(wi:?^?〇)?(2)??制動(dòng)時(shí),在卷筒的最大制動(dòng)力矩作用下,AED段受力繃直,小車左端開始振動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)??
圖3振動(dòng)位移^幅鬼度的關(guān)系??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]自抗擾控制器在陀螺穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 魏永清,許江寧,馬恒. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]起重機(jī)變幅運(yùn)動(dòng)吊重防擺控制研究[J]. 曹旭陽(yáng),袁靖,李萬(wàn)里,丁沖. 中國(guó)機(jī)械工程. 2015(05)
[3]自抗擾控制器的階次與參數(shù)的選取[J]. 張超,朱紀(jì)洪,高亞奎. 控制理論與應(yīng)用. 2014(11)
[4]基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的廣義預(yù)測(cè)控制[J]. 張園,孫明瑋,陳增強(qiáng),袁著祉. 系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué). 2014(11)
[5]起重機(jī)定位和防擺的變論域模糊控制[J]. 馬海峰,丁國(guó)富,黃文培,徐寶華. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2014(02)
[6]塔式起重機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模防擺控制[J]. 孫輝,陳志梅,孟文俊. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐. 2013(10)
[7]橋門式起重機(jī)吊重?cái)[角軟測(cè)量及仿真研究[J]. 鐘斌. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2011(09)
[8]基于狀態(tài)估計(jì)的起重機(jī)吊重?cái)[角衰減方法[J]. 鐘斌. 計(jì)算機(jī)仿真. 2011(07)
[9]塔機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵控制算法研究[J]. 劉曉勝,周進(jìn). 科學(xué)技術(shù)與工程. 2010(24)
碩士論文
[1]塔機(jī)偏擺模糊自抗擾控制研究[D]. 曾伍楊.中南大學(xué) 2014
本文編號(hào):3625626
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