起重機(jī)自適應(yīng)智能防擺控制方法及其仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-03 22:30
消除或控制吊重的搖擺對(duì)提高起重機(jī)工作效率、減少裝卸作業(yè)安全生產(chǎn)隱患具有重要意義,采用電子防擺裝置,是減輕司機(jī)工作強(qiáng)度、改善司機(jī)惡劣工作環(huán)境的重要途徑,也是實(shí)現(xiàn)裝卸機(jī)械自動(dòng)化的大勢(shì)所趨。論文采用狀態(tài)反饋、PID控制、LQR最優(yōu)控制等傳統(tǒng)控制方法對(duì)起重機(jī)防擺問題進(jìn)行了仿真研究,并在對(duì)模糊控制和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上,基于工程實(shí)際和方便司機(jī)操作,提出了“速度跟蹤”模糊控制器和“速度位移雙跟蹤”模糊控制方法,仿真結(jié)果表明,模糊控制器既能實(shí)現(xiàn)小車的精確定位,又能有效地控制吊具的擺動(dòng),而在存在初始擾動(dòng)的情況下小車的定位存在較大的穩(wěn)態(tài)誤差。因此在模糊防擺控制器的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步深入研究了同時(shí)具有模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法,并設(shè)計(jì)了T-S型自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器,該控制器繼承了模糊控制器的優(yōu)點(diǎn),且在存在初始擾動(dòng)的情況下能基本消除小車定位的穩(wěn)態(tài)誤差,取得了較好的防擺效果。本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)利用拉格朗日方法建立了起重機(jī)雙向防擺的完全的、非線性動(dòng)力學(xué)方程,為研究起重機(jī)雙向防擺問題提供了理論依據(jù);(2)分別采用狀態(tài)反饋、PID控制、LQR最優(yōu)控制方法對(duì)起...
【文章來源】:南京林業(yè)大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:136 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2一3雙向防擺系統(tǒng)模型
MMMMMMMMMMMMMMM門 ttixxx MMMMMMMMMultiPlyyy圖3一2系統(tǒng)極點(diǎn)配置仿真框圖上述狀態(tài)反饋可以使處于任意初始狀態(tài)的系統(tǒng)穩(wěn)定下來,這就意味著即使在初始狀態(tài)或因存在外界干擾時(shí),依靠該狀態(tài)反饋控制可以使吊重迅速停止擺動(dòng)。圖3一3為極點(diǎn)配置后系統(tǒng)的階躍響應(yīng),其初始條件為x0二(0000)。圖中自上而下分別為吊重?cái)[角、小車位移、驅(qū)動(dòng)力隨時(shí)間變化的曲線。從仿真曲線可知,系統(tǒng)大約在,05內(nèi)即可達(dá)到穩(wěn)定,而且控制量的大小也比較合理,但是小車位移依然不能穩(wěn)定。3.3小結(jié)本章首先根據(jù)起重機(jī)防擺系統(tǒng)狀態(tài)方程對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性和可觀性進(jìn)行了分析,得出系統(tǒng)是穩(wěn)定的,且是完全可控和可以觀測(cè)的,從而為設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制器奠定了基礎(chǔ);接著利用基于狀態(tài)空間的極點(diǎn)配置方法設(shè)計(jì)了狀態(tài)反饋控制器
譽(yù)鄉(xiāng)甘井一__-一…洲卜11行1協(xié)切獷_。鑄種{為資一_炸犯沙時(shí)間(’)縱人一印圖3一1極點(diǎn)配置前系統(tǒng)的階躍響應(yīng)aaaoaoa“ “ ““““““““ 泌 泌 泌泌二八灰于BUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU yyyyyyy二C砂 Duuuuu七l廠一門 門口 口 口 口口口口創(chuàng)‘一一 JJJ口 口口口口口口1.【l一 一 00000MMMMMMMMMMMMMMM門 ttixxx MMMMMMMMMultiPlyyy圖3一2系統(tǒng)極點(diǎn)配置仿真框圖上述狀態(tài)反饋可以使處于任意初始狀態(tài)的系統(tǒng)穩(wěn)定下來,這就意味著即使在初始狀態(tài)或因存在外界干擾時(shí),依靠該狀態(tài)反饋控制可以使吊重迅速停止擺動(dòng)。圖3一3為極點(diǎn)配置后系統(tǒng)的階躍響應(yīng),其初始條件為x0二(0000)。圖中自上而下分別為吊重?cái)[角、小車位移、驅(qū)動(dòng)力隨時(shí)間變化的曲線。從仿真曲線可知,系統(tǒng)大約在,05內(nèi)即可達(dá)到穩(wěn)定,而且控制量的大小也比較合理,但是小車位移依然不能穩(wěn)定。3.3小結(jié)本章首先根據(jù)起重機(jī)防擺系統(tǒng)狀態(tài)方程對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性和可觀性進(jìn)行了分析,得出系統(tǒng)是穩(wěn)定的,且是完全可控和可以觀測(cè)的,從而為設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制器奠定了基礎(chǔ);接著利用基于狀態(tài)空間的極點(diǎn)配置方法設(shè)計(jì)了狀態(tài)反饋控制器
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]岸邊集裝箱起重機(jī)吊具減擺裝置[J]. 白傳悅. 起重運(yùn)輸機(jī)械. 2005(08)
[2]橋式起重機(jī)消擺控制仿真研究[J]. 董明曉,鄭康平,張明勤. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2005(06)
[3]輪胎式龍門起重機(jī)防搖技術(shù)[J]. 張斌,吳福華,陳迪茂. 水運(yùn)工程. 2005(05)
[4]基于模糊的橋式起重機(jī)的定位和防擺控制研究[J]. 王曉軍,邵惠鶴. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2005(04)
[5]基于MEMS微加速度計(jì)的無視覺傳感器防搖控制系統(tǒng)研究[J]. 肖鵬,王冰. 機(jī)電工程. 2005(01)
[6]一種基于T-S模糊模型的自適應(yīng)建模方法及其應(yīng)用[J]. 趙恒平,俞金壽. 華東理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)
[7]基于動(dòng)態(tài)變量?jī)?yōu)化的起重機(jī)反擺控制研究[J]. 宋顯東,楊丹,李琦. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2004(04)
[8]變結(jié)構(gòu)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在信息融合中的應(yīng)用[J]. 劉遠(yuǎn). 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(03)
[9]一種T-S型粗糙模糊控制器的設(shè)計(jì)與仿真[J]. 黃金杰,李士勇,左興權(quán). 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2004(03)
[10]高新技術(shù)在集裝箱機(jī)械上的開發(fā)和應(yīng)用(一)[J]. 符敦鑒. 中國(guó)港口. 2003(07)
本文編號(hào):2955598
【文章來源】:南京林業(yè)大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:136 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2一3雙向防擺系統(tǒng)模型
MMMMMMMMMMMMMMM門 ttixxx MMMMMMMMMultiPlyyy圖3一2系統(tǒng)極點(diǎn)配置仿真框圖上述狀態(tài)反饋可以使處于任意初始狀態(tài)的系統(tǒng)穩(wěn)定下來,這就意味著即使在初始狀態(tài)或因存在外界干擾時(shí),依靠該狀態(tài)反饋控制可以使吊重迅速停止擺動(dòng)。圖3一3為極點(diǎn)配置后系統(tǒng)的階躍響應(yīng),其初始條件為x0二(0000)。圖中自上而下分別為吊重?cái)[角、小車位移、驅(qū)動(dòng)力隨時(shí)間變化的曲線。從仿真曲線可知,系統(tǒng)大約在,05內(nèi)即可達(dá)到穩(wěn)定,而且控制量的大小也比較合理,但是小車位移依然不能穩(wěn)定。3.3小結(jié)本章首先根據(jù)起重機(jī)防擺系統(tǒng)狀態(tài)方程對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性和可觀性進(jìn)行了分析,得出系統(tǒng)是穩(wěn)定的,且是完全可控和可以觀測(cè)的,從而為設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制器奠定了基礎(chǔ);接著利用基于狀態(tài)空間的極點(diǎn)配置方法設(shè)計(jì)了狀態(tài)反饋控制器
譽(yù)鄉(xiāng)甘井一__-一…洲卜11行1協(xié)切獷_。鑄種{為資一_炸犯沙時(shí)間(’)縱人一印圖3一1極點(diǎn)配置前系統(tǒng)的階躍響應(yīng)aaaoaoa“ “ ““““““““ 泌 泌 泌泌二八灰于BUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU yyyyyyy二C砂 Duuuuu七l廠一門 門口 口 口 口口口口創(chuàng)‘一一 JJJ口 口口口口口口1.【l一 一 00000MMMMMMMMMMMMMMM門 ttixxx MMMMMMMMMultiPlyyy圖3一2系統(tǒng)極點(diǎn)配置仿真框圖上述狀態(tài)反饋可以使處于任意初始狀態(tài)的系統(tǒng)穩(wěn)定下來,這就意味著即使在初始狀態(tài)或因存在外界干擾時(shí),依靠該狀態(tài)反饋控制可以使吊重迅速停止擺動(dòng)。圖3一3為極點(diǎn)配置后系統(tǒng)的階躍響應(yīng),其初始條件為x0二(0000)。圖中自上而下分別為吊重?cái)[角、小車位移、驅(qū)動(dòng)力隨時(shí)間變化的曲線。從仿真曲線可知,系統(tǒng)大約在,05內(nèi)即可達(dá)到穩(wěn)定,而且控制量的大小也比較合理,但是小車位移依然不能穩(wěn)定。3.3小結(jié)本章首先根據(jù)起重機(jī)防擺系統(tǒng)狀態(tài)方程對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性和可觀性進(jìn)行了分析,得出系統(tǒng)是穩(wěn)定的,且是完全可控和可以觀測(cè)的,從而為設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制器奠定了基礎(chǔ);接著利用基于狀態(tài)空間的極點(diǎn)配置方法設(shè)計(jì)了狀態(tài)反饋控制器
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]岸邊集裝箱起重機(jī)吊具減擺裝置[J]. 白傳悅. 起重運(yùn)輸機(jī)械. 2005(08)
[2]橋式起重機(jī)消擺控制仿真研究[J]. 董明曉,鄭康平,張明勤. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2005(06)
[3]輪胎式龍門起重機(jī)防搖技術(shù)[J]. 張斌,吳福華,陳迪茂. 水運(yùn)工程. 2005(05)
[4]基于模糊的橋式起重機(jī)的定位和防擺控制研究[J]. 王曉軍,邵惠鶴. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2005(04)
[5]基于MEMS微加速度計(jì)的無視覺傳感器防搖控制系統(tǒng)研究[J]. 肖鵬,王冰. 機(jī)電工程. 2005(01)
[6]一種基于T-S模糊模型的自適應(yīng)建模方法及其應(yīng)用[J]. 趙恒平,俞金壽. 華東理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)
[7]基于動(dòng)態(tài)變量?jī)?yōu)化的起重機(jī)反擺控制研究[J]. 宋顯東,楊丹,李琦. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2004(04)
[8]變結(jié)構(gòu)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在信息融合中的應(yīng)用[J]. 劉遠(yuǎn). 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(03)
[9]一種T-S型粗糙模糊控制器的設(shè)計(jì)與仿真[J]. 黃金杰,李士勇,左興權(quán). 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2004(03)
[10]高新技術(shù)在集裝箱機(jī)械上的開發(fā)和應(yīng)用(一)[J]. 符敦鑒. 中國(guó)港口. 2003(07)
本文編號(hào):2955598
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