橋式起重機作為現代化的運輸工具,廣泛應用于碼頭、倉庫、工廠等各種生產運輸場所。在其運行過程中因其非線性、欠驅動、強耦合等特點,會因慣性、風力、外界碰撞等內外因素產生吊載擺動,這不僅會降低作業(yè)效率,還存在著巨大的安全隱患。如何采取科學的控制策略抑制吊載的擺動,提高其安全性與穩(wěn)定性,是一個非常重要的問題。本文通過分析橋式吊車系統(tǒng)的運行機理和主要因素,通過廣義分析力學下的Lagrange方程建立了系統(tǒng)簡化數學模型。對模型的非必要因素進行線性簡化后,得到了系統(tǒng)的傳遞函數與狀態(tài)方程,對系統(tǒng)的特性進行理論分析。在所建模型的基礎上,根據橋式吊車的系統(tǒng)特點及控制目標分別設計了吊車防搖系統(tǒng)的PID控制器和模糊控制器,并在Matlab/Simulink根據其控制原理進行仿真,分析這兩種算法的控制效果。在對傳統(tǒng)PID算法和模糊控制研究和仿真的基礎上,設計了改進的吊車防搖系統(tǒng)的模糊自適應PID控制器,并將仿真結果與性能參數與傳統(tǒng)PID控制算法和模糊控制算法相對比,發(fā)現該控制方案可以提高位移和擺角的響應速度并降低擺角超調量,也可以滿足的定位精度的要求。相比傳統(tǒng)控制算法,模糊自適PID該控制器可以解決傳統(tǒng)控制方法...

【文章頁數】：57 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 橋式吊車概述
        1.1.2 防搖技術
    1.2 研究意義
    1.3 國內外研究現狀
        1.3.1 國內研究現狀
        1.3.2 國外研究的現狀
    1.4 本文研究的主要內容安排
第2章 橋式吊車防搖系統(tǒng)建模
    2.1 橋式吊車系統(tǒng)介紹
    2.2 基于Lagrange方程的簡化橋式吊車數學模型
    2.3 系統(tǒng)數學模型的簡化
    2.4 系統(tǒng)特性分析
        2.4.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        2.4.2 系統(tǒng)能控性和能觀測性分析
    2.5 本章小結
第3章 橋式吊車控制方案研究
    3.1 常規(guī)PID控制器
        3.1.1 常規(guī)PID控制器原理
        3.1.2 橋式吊車PID控制器的設計與仿真
    3.2 模糊控制
        3.2.1 模糊控制理論
        3.2.2 吊車模糊防擺控制器設計
        3.2.3 吊車模糊防擺系統(tǒng)仿真
    3.3 模糊自適應PID控制
        3.3.1 模糊自適應PID控制算法原理
        3.3.2 模糊自整定PID防搖控制器設計
        3.3.3 MATLAB仿真研究與分析
    3.4 結果比較與分析
    3.5 本章小結
第4章 橋式吊車嵌入式控制器設計
    4.1 整體設計
    4.2 吊載擺角測量
    4.3 嵌入式硬件設計
        4.3.1 嵌入式控制芯片選型
        4.3.2 嵌入式控制系統(tǒng)結構圖
        4.3.3 原理圖與PCB設計
    4.4 控制系統(tǒng)軟件設計
    4.5 本章小結
第5章 橋式吊車智能控制系統(tǒng)測試
    5.1 橋式吊車防搖系統(tǒng)的實測場景
    5.2 橋式吊車防搖系統(tǒng)的安裝
    5.3 橋式吊車防搖系統(tǒng)實測結果
    5.4 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間所開展的科研項目和發(fā)表的學術論文



本文編號：3775178