高溫熔融金屬轉(zhuǎn)運(yùn)大型橋式起重機(jī)的防擺控制不僅具有普通橋式起重機(jī)的常見難點(diǎn),還因熔融金屬重心的變化,更具控制難度。為此,首先分析橋式起重機(jī)吊運(yùn)過程的運(yùn)動(dòng)特性;依據(jù)機(jī)理建模的方法,利用拉格朗日方程為起重機(jī)系統(tǒng)模型建立了非線性方程組,并通過合理簡化,得到橋式起重機(jī)系統(tǒng)的線性模型并分析了模型的特性。結(jié)合起重機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和控制目標(biāo),設(shè)計(jì)了傳統(tǒng)的閉環(huán)控制器,并在Matlab中進(jìn)行仿真并對比結(jié)果。對比各類控制器的仿真結(jié)果得出PID控制器性能尚可。為解決傳統(tǒng)PID控制動(dòng)態(tài)特性較差、抗擾性能較弱的缺陷,利用模糊控制器不依賴精確數(shù)學(xué)模型的優(yōu)點(diǎn),結(jié)合參數(shù)整定方法,設(shè)計(jì)出起重機(jī)系統(tǒng)模糊自整定PID控制器。仿真結(jié)果表明,模糊自整定PID控制器不僅在定位及防擺控制方面優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制器,還對系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)變化不敏感,并且對于高溫熔融金屬轉(zhuǎn)運(yùn)大型橋式起重機(jī)的負(fù)載重心變化產(chǎn)生干擾的問題,具有尚可的控制效果。為解決模糊控制器量化因子和比例因子需要人為設(shè)置這一缺點(diǎn),引入粒子群算法進(jìn)行優(yōu)化。并通過仿真對比說明了粒子群優(yōu)化算法相比于遺傳算法的優(yōu)勢。最后通過系列仿真結(jié)果,證明了經(jīng)粒子群算法優(yōu)化后的模糊PID控制器具有很好的控...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 起重機(jī)系統(tǒng)建模
    2.1 引言
    2.2 橋式起重機(jī)系統(tǒng)三維建模
        2.2.1 橋式起重機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模
        2.2.2 基于拉格朗日方程的數(shù)學(xué)模型
        2.2.3 系統(tǒng)模型的線性化
    2.3 橋式起重機(jī)系統(tǒng)二維建模
        2.3.1 橋式起重機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
        2.3.2 基于拉格朗日方程的數(shù)學(xué)模型
        2.3.3 數(shù)學(xué)模型的線性化以及系統(tǒng)傳遞函數(shù)
    2.4 系統(tǒng)特性分析
        2.4.1 系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程
        2.4.2 系統(tǒng)能控性
    2.5 本章小結(jié)
第3章 起重機(jī)系統(tǒng)傳統(tǒng)閉環(huán)控制
    3.1 起重機(jī)系統(tǒng)SIMULINK模型及仿真
    3.2 起重機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)與仿真
        3.2.1 狀態(tài)反饋原理
        3.2.2 基于極點(diǎn)配置的起重機(jī)狀態(tài)反饋控制系統(tǒng)
    3.3 起重機(jī)系統(tǒng)的PID控制器設(shè)計(jì)與仿真
        3.3.1 PID控制原理
        3.3.2 PID控制器設(shè)計(jì)及仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 起重機(jī)系統(tǒng)模糊控制器設(shè)計(jì)
    4.1 模糊控制介紹
        4.1.1 引言
        4.1.2 模糊控制理論
        4.1.3 模糊控制器
    4.2 模糊自整定PID控制
    4.3 FSPID控制器的設(shè)計(jì)
        4.3.1 PID控制器初始參數(shù)的確定
        4.3.2 模糊控制器量化因子、比例因子以及隸屬度函數(shù)的確定
        4.3.3 確定模糊控制規(guī)則和模糊推理
        4.3.4 輸出量的反模糊
        4.3.5 FSPID控制器參數(shù)的求取
    4.4 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及仿真分析
        4.4.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
        4.4.2 仿真結(jié)果分析
    4.5 不同起升繩長情況下的對比仿真分析
    4.6 加入液態(tài)金屬重心變化擾動(dòng)干擾后的仿真分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 基于PSO的模糊PID控制器
    5.1 粒子群優(yōu)化算法
        5.1.2 標(biāo)準(zhǔn)的粒子群算法
        5.1.3 線性遞減慣性權(quán)重的粒子群算法
        5.1.4 利用PSO尋優(yōu)
    5.2 基于PSO優(yōu)化的FSPID控制器設(shè)計(jì)
        5.2.1 目標(biāo)函數(shù)(適應(yīng)度函數(shù))的確定
        5.2.2 控制器模塊設(shè)計(jì)
    5.3 PSO優(yōu)化的模糊PID控制系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析
    5.4 加入液態(tài)金屬重心變化擾動(dòng)干擾后的仿真分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 本文的不足及課題展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
詳細(xì)摘要



本文編號(hào)：3796261