塔式起重机的分数阶滑模定位和防摆控制

针对塔式起重机防摆控制系统,考虑塔机的回转运动和变幅运动,提出了分层分数阶滑模定位和防摆控制新方法。把塔式起重机防摆控制系统分为小车位移控制系统和负载摆角控制系统两个子系统,采用两层分数阶滑模面,分别设计分数阶滑模控制器控制臂架小车的位移、起重臂的回转角及负载的摆角。与传统的整数阶滑模控制方法相比,加快了系统的响应速度,增强了系统的鲁棒性,改善了系统的控制性能,有效保证臂架小车精确定位和负载的消摆。仿真结果也表明分数阶滑模控制是提高此系统控制性能的一种更有效的方法。     

欠驱动起重机的神经网络直接鲁棒自适应控制

针对存在参数不确定性和外界随机扰动的欠驱动桥门式起重机防摇摆跟踪控制问题,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的直接鲁棒自适应控制器.首先利用第二类拉格朗日方程建立双摆桥门式起重机系统动力学微分方程,并针对无扰动工况设计理想控制器;随后引入RBF神经网络拟合理想控制输出,在考虑扰动项影响的情况下设计神经网络权值更新...     

基于无源性的分数阶控制在起重机防摆中应用

利用欧拉-拉格朗日方程建立了桥式起重机系统的动态模型,通过对系统进行无源性分析,构造了控制Lyapunov能量函数,设计了一种无源分数阶控制器,并研究了最佳的分数阶阶次应用区间,该控制器实现了小车的快速定位和负载防摆的效果,相比以往的无源PD控制器,提高了系统的鲁棒性和动态性能。仿真结果验证了所提控制方案的有效性。     

基于遗传算法的起重机模糊控制研究

针对起重机的定位和防摆控制,设计了两个模糊控制器,分别对小车的位置和负载的摆动进行控制。并将遗传算法和模糊控制相结合,利用遗传算法对模糊隶属度函数、比例因子和量化因子进行优化,提高了模糊控制器的自适应和自学习能力,改善了系统的控制性能,从而实现了起重机的精确定位和消摆,提高了起重机的工作效率。仿真结果表明该方法的有效性。     

基于无源性的三维桥式起重机定位和防摆控制

在起重机三维空间数学模型的基础上,分析系统的无源性特点,并从能量角度出发,修正Lyapunov能量函数,设计了无源性PD反馈控制器.这种方法从全局定义变量,无奇异点,确保系统达到理想状态,具有控制结构简单,动态响应性能优良,鲁棒性好的优点.仿真研究结果表明该控制律能实现起重机小车的精确定位和负载的消摆.     

基于模型预测控制的桥式起重机防摇设计

针对桥式起重机工作过程中吊重摇摆的问题,基于预测控制策略提出了一种电子防摇设计方法.首先对桥式起重机进行动力学分析,利用Lagrange方程,建立了面向控制的数学模型.其次,根据对象的历史信息和未来输入预测其将来输出,结合预测误差补偿,通过性能函数的优化得到其控制律.最后,仿真结果表明,所设计的防摇系统能实现小车快速定位和吊重摆角的有效抑制.与最优防摇控制相比,系统超调量和摆角幅度均大大减小,显示了该防摇方法的优越性;加入参数摄动和测量噪声,防摇系统仍能很好地达到控制目标,说明了该防摇方法具有较好的鲁棒性.     

船用起重机吊重防摆控制研究进展

梳理了船用起重机机械式防摆装置和电子式防摆装置的研究进展,总结主流设备制造商采用的防摆技术.在此基础上,分析当前船用起重机防摆控制亟待解决的问题,进而提出该领域未来的发展趋势,包括装置结构不断优化、通过综合多种控制方法对船舶多自由度运动进行补偿以及实现智能化控制,以期为相关研发提供参考.     

桥式起重机的二自由度内模防摆控制研究

提出一种内模二自由度的控制方法,将桥式起重机的定位防摆控制转化为对定位、绳长控制系统的伺服跟踪,并利用起重机模型的强耦合性保持摆角稳定。根据内模控制理论设计二自由度控制器将系统的抗干扰性和跟随特性分开进行控制,增强了系统的鲁棒性。使得起重机小车和吊绳快速准确到达期望位置的同时抑制负载摆动,理论分析和仿真实验证明了该方法的可行性。     

基于神经网络的非线性动力系统控制研究

基于改进BP神经网络,建立了一种自适应在线控制模型,并且该控制方法应用到离散非线性动力系统和倒立摆系统控制问题。为了避免BP神经网络在训练过程中的目标函数局部极小值问题,提出了一种基于BFGS优化算法的神经网络训练方法。与其它控制方法相对比,所提出的基于神经网络的倒立摆控制方法具有较高的控制精度。通过离散时间系统的控制模拟和倒立摆模型系统的控制两个算例,验证了所提出的控制方法的具有有效性和很好的控制效率。     

基于二维动态滑模变结构的桥吊防摆定位控制策略与方法

针对二维欠驱动桥式起重机的防摆定位控制问题,提出了一种新型动态滑模变结构控制方法,该方法在普通动态滑模策略的滑模面设计中揉入了驱动控制力的一阶微分,通过积分环节得到时间域连续的驱动控制力,同时采用Sigmoid函数作为切换函数,籍此实现桥吊系统抑制抖振的目的.本文利用李雅普诺夫函数证明该方法具备全局稳定性,并进行了仿真分析.对比实验表明:本文提出的二维动态滑模变结构的桥吊防摆定位控制更加快速明显,其抑制抖振的效果更加有效,并且对不同的负载质量和摩擦阻尼具有更强的鲁棒性.     

桥式起重机抓斗的防摆控制

根据桥式起重机水平运行规律及抓斗摆动规律,提出了抓斗防摆的一种方法。该方法不需实时测量抓斗摆角,通过控制桥式起重机行走的时间顺序实现其停车与抓斗消摆的同行步控制。经仿真,结果该方法比已有方法缩短了控制时间。     

桥式起重机抓斗的防摆控制

根据桥式起重机水平运行规律及抓斗摆动规律,提出了抓斗防摆的一种方法．该方法不需实时测量抓斗摆角,通过控制桥式起重机行走的时间顺序实现其停车与抓斗消摆的同步控制．经仿真,结果表明该方法比已有方法缩短了控制时间     

考虑钢丝绳抖振情况下的塔式吊车消摆控制方法

塔式吊车系统负载摆角的抑制对于其安全运行至关重要,现有的消摆控制方法在抑制摆角方面取得了不错的效果,但这些控制方法均未考虑钢丝绳连同负载发生抖振的情况,存在安全隐患。针对此问题,提出一种考虑钢丝绳抖振情况下的塔式吊车系统摆角抑制方法。具体而言,首先建立塔式吊车水平运动时的非线性抖振机理模型,计算出系统发生抖振后传导到电机主轴上的非线性抖振力矩,并将该抖振力矩等值反向作为补偿力矩。其次,利用陷波器滤除补偿力矩外的其他干扰,再将补偿力矩与一种滑模消摆控制律计算出的控制力矩相叠加,控制驱动电机力矩输出。最后,仿真和实验结果表明提出的消摆方法对于摆角的抑制具有更好的控制效果。     

桥式起重机神经网络自适应滑模定位防摆控制

针对桥式起重机非线性、存在外界干扰的特点,提出了一种神经网络自适应滑模控制器。首先采用拉格朗日法建立桥式起重机动力学模型;然后在分层滑模控制器的基础上,设计了径向基函数(RBF)神经网络权值自适应更新率,利用RBF神经网络补偿系统的非线性与外界干扰引起的不确定上界,并利用粒子群算法对控制器参数寻优,通过构造Lyapunov函数证明了系统的稳定性;最后设计了1组仿真实验和1组在搭建的实验平台上的验证实验,仿真结果表明:在非线性及外界干扰作用下,神经网络自适应滑模控制器可以快速实现小车定位和负载消摆,控制器可以消除不确定上界对系统的影响。实验结果也表明,所设计的控制器可以使桥式起重机达到控制目标,具有一定的抗干扰能力。     

一种起重机塔式副臂的防后倾仿真计算

副臂是全地面起重机起吊作业的关键部件,副臂防后倾装置是保证塔式副臂安全的必要措施。本研究通过建立塔式副臂防后倾动力学仿真模型,结合AMESim软件与ADAMS软件建立塔臂防后倾联合仿真系统,对比分析了三种防后倾液压系统。基于仿真,得到了所选防后倾装置的动态力学性能以及相关数据,为塔臂的安全、稳定与可靠提供了基本方法与技术。     

控制双梁桥起负载防摆的仿真与实验研究

对桥式起重机的防摇摆策略进行研究与分析,以提高设备的工作效率;以及安全可靠行。通过对大小车以及起升机构的运动、受力进行分析和研究,明确了消摆的控制重点,构建了吊钩摇摆时系统动力学的模型与实物模型。利用模糊算法与PID[比例(proportion)、积分(integral)、微分(derivative)]控制相结合构成起重机防摆系统,对大小车以及重物的摇摆情况进行实时的监测;并对不合理的情况进行有效控制。通过与普通PID进行比较;并进行了仿真和实验。最终证明了该方法能够使负载快速停摆,减少了超调且鲁棒性好。     

基于物联网技术的塔式起重机无线远程监控系统

以塔式起重机为对象,从塔式起重机状态安全监控的角度出发,利用物联网技术,结合塔式起重机具体的工作方式及工作条件,对基于物联网技术的塔式起重机无线远程监控系统进行研究。重点研究塔机运行状态信息采集、ARM9主控制板监控和ZigBee及GPRS无线传输。该系统安装使用方便,功耗低,满足了塔式起重机监控系统的要求。本课题解决了塔式起重机运行状态实时采集、数据存储和布线难的问题,对塔式起重机的安全运行和事故分析有重要的工程实际意义。     

基于NX塔式起重机快速设计系统的研究与开发

本文针对塔式起重机设计过程繁杂问题,在深入研究塔式起重机的设计方法基础上,利用NX二次开发工具开发了塔式起重机快速设计系统。实践证明,该系统提高了企业产品设计的快速响应能力,缩短了设计周期,增加了企业竞争力,具有重要的市场价值。     

模糊自适应PID控制在桥式起重机智能防摆中的应用

针对桥式起重机模型的非线性和不确定性,在建立数学模型的基础上,完成了基于模糊自适应PID防摆控制器的设计;控制器在角度环和位置环分别采用了模糊控制器和模糊PID控制器,可对吊重摆角和小车定位进行有效地控制,提高起重机的工作效率;通过MATLAB/SIMULINK仿真证实方法的可行性,并且与常规PID控制进行比较,方法响应速度快,稳态精度高,而且对于不同的绳长和吊重质量方法具有较好的鲁棒性。     

塔式起重机吊重检测计算模型及系统设计

近年,我国塔式起重机安全事故频发,研制塔式起重机安全监测与控制系统十分必要。吊重监测是塔式起重机安全系统中最为重要的因素,使用51单板机作为系统数据采集与处理核心,它合理分配与复用I/O端口线,使得系统具有较高的性价比。通过定义有效采集吊重和正常波动/异常波动,明确提出一种基于两级均值滤波的吊重数据计算方法;基于有效数据,描述了系统软件的处理流程。通过设定消抖延迟参数,使得系统不仅能够保证提升塔式起重机操作安全,而且有助于塔式起重机操作的方便性,使得系统具有实用价值。