橋式起重機(jī)先進(jìn)控制研究.pdf

1、橋式起重機(jī)作為現(xiàn)代物流裝備之一,廣泛應(yīng)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(jī)工作效率和安全性具有重要意義。吊重防搖控制技術(shù)是起重機(jī)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(jī)系統(tǒng)的動力學(xué)分析是解決起重機(jī)快速對位和吊重防遙問題的基礎(chǔ)。
　　 本文首先采用拉格朗日方法推導(dǎo)具有普遍意義的橋式起重機(jī)系統(tǒng)的動力學(xué)方程——三維、二維和一維橋式起重機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在合理的范圍內(nèi)對起重機(jī)系統(tǒng)的非線性動力學(xué)方程進(jìn)行簡化,得到橋

2、式起重機(jī)系統(tǒng)的線性動力學(xué)方程——三維、二維和一維橋式起重機(jī)系統(tǒng)的線性模型,為研究橋式起重機(jī)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(shè)計全狀態(tài)觀測器。通過設(shè)置全狀態(tài)觀測器重構(gòu)相關(guān)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(jī)防擺問題進(jìn)行仿真研究。仿真結(jié)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(luò)理論進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上,將徑向基函數(shù)(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)PID控制算法應(yīng)用于橋式起重機(jī)吊重防擺系統(tǒng)中。利用二個RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)PID控制器對小車的位置和負(fù)載的擺動分別進(jìn)行控制。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)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(jié)果表明,該算法對起重機(jī)定位無