本文關(guān)鍵詞：基于自抗擾控制技術(shù)的吊車控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：橋式吊車系統(tǒng)是非線性、強(qiáng)耦合、欠驅(qū)動系統(tǒng),控制難度大,它要求在快速將貨物運(yùn)送到指定位置的同時,盡量減小負(fù)載的擺角,同時使系統(tǒng)能夠抵抗風(fēng)力、摩擦力的擾動;其控制的另一難點(diǎn)在于系統(tǒng)在使用過程中繩長與負(fù)載質(zhì)量會改變,即模型變參數(shù)。本文首先將吊車系統(tǒng)作為被控對象進(jìn)行建模,建立了包括擾動因素在內(nèi)的完整模型。對現(xiàn)有吊車控制系統(tǒng)常用的輸入整形(Input Shaping)方法進(jìn)行研究,得出其消擺實(shí)質(zhì)是引入前饋抵消振蕩極點(diǎn)的結(jié)論,由此提出一種具有零極點(diǎn)對消環(huán)節(jié)的PID控制器并將兩種方案進(jìn)行對比分析。根據(jù)被控對象的特點(diǎn),提出負(fù)載位置反饋控制方案和臺車位置反饋控制方案,針對負(fù)載位置反饋方案設(shè)計(jì)了四階自抗擾控制器,考慮到實(shí)驗(yàn)平臺采樣時間的限制,四階自抗擾平臺實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn),從而將高次項(xiàng)作為擾動,設(shè)計(jì)了更易實(shí)現(xiàn)的增大0b的二階自抗擾控制器,針對臺車位置反饋方案設(shè)計(jì)了二階自抗擾控制器,完成仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明臺車位置反饋?zhàn)钥箶_控制更為優(yōu)異,將該方案與輸入整形方案進(jìn)行對比分析。最后,設(shè)計(jì)了橋式吊車的原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其中采用工業(yè)相機(jī)與OpenCV方法結(jié)合設(shè)計(jì)完成了吊車擺角測量裝置,測量頻率可達(dá)50幀/s以上,橋式吊車的實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明,自抗擾控制器在該類系統(tǒng)中具有控制優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：吊車系統(tǒng) 非線性 擾動 伺服系統(tǒng) 自抗擾 輸入整形
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH21
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及目的10-11
• 1.2 吊車控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 吊車系統(tǒng)建模研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 控制策略12-15
• 1.2.2.1 開環(huán)控制方法12-14
• 1.2.2.2 閉環(huán)控制方法14-15
• 1.2.3 擺角測量方案研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 自抗擾控制及其發(fā)展概況16-17
• 1.4 本文的主要工作17-19
• 第2章 吊車系統(tǒng)的建模19-25
• 2.1 引言19
• 2.2 平臺對象分析19-24
• 2.2.1 吊車控制系統(tǒng)建模19-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 輸入整形技術(shù)的研究25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 輸入整形技術(shù)研究及其仿真25-33
• 3.2.1 輸入整形技術(shù)研究25-31
• 3.2.2 仿真實(shí)驗(yàn)31-33
• 3.3 基于零極點(diǎn)對消的PID控制器設(shè)計(jì)33-34
• 3.4 仿真結(jié)果對比34-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 自抗擾控制器設(shè)計(jì)41-67
• 4.1 引言41
• 4.2 自抗擾控制器41-66
• 4.2.1 驅(qū)動器及電機(jī)建模41-42
• 4.2.2 自抗擾控制器結(jié)構(gòu)42-43
• 4.2.3 穩(wěn)定性分析43-45
• 4.2.4 負(fù)載位置反饋方法及仿真研究45-55
• 4.2.5 臺車位置反饋方法及仿真研究55-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第5章 吊車控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與研究67-96
• 5.1 引言67
• 5.2 伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)67-72
• 5.2.1 電機(jī)及驅(qū)動器選型68-70
• 5.2.2 傳感器選型70
• 5.2.3 控制板卡選型70-72
• 5.3 視覺伺服子系統(tǒng)設(shè)計(jì)72-86
• 5.3.1 工業(yè)相機(jī)選型72-74
• 5.3.2 攝像頭標(biāo)定和畸變矯正74-80
• 5.3.2.1 標(biāo)定的原理74-77
• 5.3.2.2 圖形畸變77-78
• 5.3.2.3 畸變矯正78-80
• 5.3.3 基于OpenCV的數(shù)字視頻處理方案設(shè)計(jì)80-86
• 5.3.3.1 圖像采集與預(yù)處理81-84
• 5.3.3.2 圖像特征點(diǎn)提取84
• 5.3.3.3 視頻處理精度及實(shí)時性分析84-86
• 5.4 RTW仿真系統(tǒng)與系統(tǒng)聯(lián)調(diào)86-95
• 5.4.1 串口傳輸86-88
• 5.4.1.1 寫串口87
• 5.4.1.2 讀串口87-88
• 5.4.2 RTW仿真系統(tǒng)設(shè)置88
• 5.4.3 平臺實(shí)驗(yàn)結(jié)果88-95
• 5.5 本章小結(jié)95-96
• 總結(jié)與展望96-98
• 工作總結(jié)96
• 工作展望96-98
• 參考文獻(xiàn)98-103
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單103-104
• 致謝104

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