橋式起重機先進控制研究.pdf

1、橋式起重機作為現(xiàn)代物流裝備之一,廣泛應用于各種工業(yè)場合,消除或控制吊重的搖擺對提高起重機工作效率和安全性具有重要意義。吊重防搖控制技術是起重機作為現(xiàn)代物流裝備所必需具備的功能之一,對橋式起重機系統(tǒng)的動力學分析是解決起重機快速對位和吊重防遙問題的基礎。
　　 本文首先采用拉格朗日方法推導具有普遍意義的橋式起重機系統(tǒng)的動力學方程——三維、二維和一維橋式起重機系統(tǒng)的數(shù)學模型。在合理的范圍內(nèi)對起重機系統(tǒng)的非線性動力學方程進行簡化,得到橋

2、式起重機系統(tǒng)的線性動力學方程——三維、二維和一維橋式起重機系統(tǒng)的線性模型,為研究橋式起重機防擺問題提供了理論依據(jù)。
　　 針對吊重擺角等變量現(xiàn)場測量的難度和成本,利用小車位置信息設計全狀態(tài)觀測器。通過設置全狀態(tài)觀測器重構相關狀態(tài)變量空間,從而將包括小車位置在內(nèi)的所有狀態(tài)變量的估計信息,提供給防搖控制系統(tǒng)。
　　 論文采用極點配置的狀態(tài)反饋控制方法、線性二次型調(diào)節(jié)器(LQR)最優(yōu)控制及比例積分微分(PID)控制方法,對起重

3、機防擺問題進行仿真研究。仿真結果表明,上述現(xiàn)代控制方法具有一定的局限性。在對神經(jīng)網(wǎng)絡理論進行分析研究的基礎上,將徑向基函數(shù)(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡的自適應PID控制算法應用于橋式起重機吊重防擺系統(tǒng)中。利用二個RBF神經(jīng)網(wǎng)絡自適應PID控制器對小車的位置和負載的擺動分別進行控制。通過神經(jīng)網(wǎng)絡的自適應學習能力,在線整定PID控制器的比例(P)、積分(I)和微分(D)三個內(nèi)部參數(shù),實現(xiàn)具有最佳參數(shù)組合的PID控制。仿真結果表明,該算法對起重機定位無