基于高斯伪谱法的双摆桥式起重机消摆策略分析

为了解决桥式起重机钢丝绳和负载的双摆问题,提出采用高斯伪谱法实现消摆。深入分析了影响吊具与负载摆动的控制因素,通过系统运动状态运用拉格朗日方程建立了双摆桥起动力学模型和最优控制模型,依靠相同运动曲线的输入验证了模型的有效性;将原最优控制问题转换为高斯伪谱形式,采用高斯伪谱法直接对建立的模型进行分析并在有限时间内获得最优解。仿真实验结果表明:采用高斯伪谱法能够有效实现消摆,控制结果与其他控制方法作比较,进一步证明了高斯伪谱法的优越性及有效性。     

基于Legendre伪谱法的3D刚体摆姿态轨迹跟踪控制

研究3D刚体摆在有初始扰动情况下的姿态运动最优控制问题。结合3D刚体摆转动的姿态与角速度特点, 针对外部扰动设计闭环反馈姿态跟踪控制器。首先, 利用Legendre伪谱法规划出3D刚体摆开环的姿态运动轨迹。然后, 将系统的运动方程线性化, 并以3D刚体摆的实际运动姿态轨迹与参考运动姿态轨迹之间的差值作为控制量, 将姿态跟踪问题转换为线性时变系统的姿态调节问题。最后, 对基于 Legendre 伪谱法的3D刚体摆姿态最优控制的闭环控制方法进行仿真分析, 验证在具有初始扰动情况下算法的有效性。     

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。     

利用高斯伪谱法求解升力航天器最优再入轨迹

为了获得升力式航天器再入大气后的飞行轨迹,利用高斯伪谱法求解了同时满足路径约束和终端约束条件下的总吸热量最小再入轨迹。其中,路径约束包括驻点热流峰值约束和最大动压约束;终端约束为高度和位置。选取优化控制变量为迎角和倾斜角。仿真结果表明,高斯伪谱法能够快速优化出满足以上优化性能指标和约束条件的再入轨迹。最后,通过对哈密尔顿函数的分析给出了最优性验证。     

基于高斯伪谱法的汽车弯道超车路径规划与跟踪控制

针对汽车弯道超车路径规划与跟踪控制问题,提出了一种基于高斯伪谱法的汽车弯道超车路径规划算法,以及基于干扰观测器的汽车弯道超车路径跟踪控制策略.首先,综合考虑本车动力学约束和路径曲率约束,基于本车和前方低速行驶汽车的运动学方程将汽车弯道超车路径规划问题描述为约束最优化问题,并采用高斯伪谱法将其转化为非线性规划问题进行求解...     

绳长对起重机载荷消摆影响的计算机仿真

对于断续控制的起重机载荷消摆，在绳长不变的情况下，作者已提出了基本时间最优的两拍消摆策略。本文进一步分析了绳长变化对这一消摆策略的影响，通过计算机仿真得出了当实际绳长大于设定值时具有较好鲁棒性的结论，为消摆控制器的设计提供了依据。     

基于改进高斯伪谱法的多无人机协同轨迹规划

针对当前伪谱法求解无人机轨迹存在的计算量大、运算时间长以及难以保证最优性等问题,提出了将粒子群算法与高斯伪谱法相结合的改进方法。首先,使用粒子群算法进行航迹预规划,保证近似最优解的快速实现;其次,针对高斯伪谱法配点的相对位置选取,对粒子群预规划的航迹点做拟合处理,并以此作为高斯伪谱法的初始参考指令,从而解决伪谱法的初值敏感问题,加快优化算法的收敛速度。最后,综合考虑无人机编队性能指标、飞行环境以及协同飞行约束等进行实验。实验结果验证了初值选取的重要性,同时表明了所设计算法可提升解的最优性与收敛速度。研究结果可为多无人机协同飞行控制快速规划出多维度、高精度的引导指令,对实现智能自主化飞行有一定参考价值。     

高速大规模集成电路网络的快速部分高斯消元仿真方法

提出了一种时域内含互连线的高速非线性大规模集成电路网络的快速部分高斯消元仿真方法。将电路分析改进节点导纳矩阵方程的导纳矩阵〖Ｙ〗中含有非线性电路元件贡献的行移到最上方的位置,由于线性元件对〖Ｙ〗矩阵的贡献不随时间变化,因此在每个时间采用点上只需对〖Ｙ〗最上方的几行实施斯消元法。应用实例表明,部分高斯消元仿真方法具有速度快、精度高和功能强的显著优点。     

基于伪谱法的再入可达域影响因素分析

再入可达域是飞行器机动能力的重要体现,可为轨迹规划与制导、着陆点选择等提供依据.为此,研究了一种基于伪谱法的可达域快速生成方法,并对可达域的影响因素进行仿真分析.将攻角、倾侧角同时作为控制量被离散化而形成非线性规划问题,并通过求解若干个不同纵程条件下的最大横程问题得到可达域.基于上述方法对影响可达域的相关因素进行仿真与分析.仿真结果表明,飞行器质量、气动参考面积、大气密度等在一定范围内不会导致可达域的变化;超出一定范围后,会对短纵程轨迹产生明显影响,影响可达域的左半部分,而基本不影响可达域的右半部分;升阻比对可达域的影响较大,其大小与可达域范围成正相关.     

高斯消元法的改进及其在工程上的应用

传统的高斯消元法只能解决满秩的多元一次方程组,本文将利用人工智能当中的非单调与超协调两种逻辑思想,来改进高斯消元法,从而使得高斯消元法能解决所有的多元一次方程组,进而扩展其在工程领域的应用范围.     

基于自抗扰理论的桅杆式起重机定位与消摆控制

桅杆式起重机在吊运的过程中负载产生的摆动问题会影响工作效率,严重时会造成一定的安全事故。为此,设计一种自抗扰控制器在保证负载快速精准定位的前提下,抑制负载摆角。首先,对桅杆式起重机进行动力学分析,建立系统的空间三维动力学方程;然后,针对桅杆式起重机的非线性和欠驱动特性设计自抗扰消摆控制器,实现旋转和俯仰运动机构的精准定位和有效消摆,从而为实际应用吊运过程中节省了大量的时间。最后,通过分别设置不同的绳长值以及与其他控制方法仿真结果对比分析可知,该控制器对桅杆式起重机负载的摆角值有着很好的抑制效果,并具有较强的鲁棒性。     

分组自适应模糊神经网络在双摆吊车上的应用

在工业生产中,若吊钩质量较大不能忽略,吊车会呈现出双摆系统特征,即吊钩绕台车进行一级摆动,同时负载绕吊钩进行二级摆动.针对这种欠驱动非线性系统控制问题,提出一种基于双摆桥式吊车系统的自适应神经网络与分组模糊控制相结合的控制策略.具体而言,采用改进的Takagi-Sugeno型神经网络模糊控制模型,利用分组模糊控制的方法,规避多输入模糊系统规则冗杂导致的时效性问题.因模糊控制不具备自适应与迭代优化参数的能力,引入神经网络模型借助混合算法,通过前向学习与反向学习,利用二次型最优控制理论设计得出的样本数据,不断优化模糊规则和隶属度函数,从而使控制器参数高精度逼近系统要求,满足双摆吊车高温熔融金属吊运的需求.最后仿真实验结果证明该控制策略不仅使双摆桥式吊车台车与负载快速、精确到达目标位置,还能够抑制吊钩与负载的摆动,提高了控制器性能.     

基于ANSYS的桥式起重机桥架结构瞬态动力学分析与实验

本文以5t×7.5m LHBT型防爆电动葫芦桥式起重机为研究对象,对起重机起吊货物这一瞬态工况进行理论分析,在以往论文中,都是将重物离地后加速过程激励看成是不变的,此次分析将货物离地后加速上升过程的载荷看成是变化的,当加速到额定速度匀速上升时,载荷不变。利用ANSYS Workbench有限元软件对这一工况进行仿真分析,同时,利用实验平台对这一工况进行实验验证。实验结果表明：加速上升过程,载荷变化,使桥架结构垂直方向振动位移有所增大,因此,在设计时应将这加速冲击激励考虑进去,使用时应尽量平稳起吊重物。     

桥式起重机行走机构的虚拟样机建模及动态仿真研究

建立了某型桥式起重机行走机构的虚拟样机模型,基于Hertz静力弹性接触理论,对模型进行了动力学仿真分析,验证了减速器的传动比和车速,得到了减速器的角加速度、齿轮啮合力和轮轨接触力,分析了机构的平稳性.运用有限元分析软件获取了减速器输出轴的应力分布和变形.结果表明,齿轮传动和轮轨接触的刚度激励与啮合冲击激励引起的响应呈周期性变化,减速器输出轴满足强度要求.     

浅析架桥机起重天车溜车

架桥机起重天车是桥梁建设中关键设备,其溜车现象是架桥机架梁过程中的一大安全隐患,笔者从TP48节段拼装架桥机的起重天车溜车问题入手,结合工程实际情况进行分析,从而解决起重天车溜车这一问题。     

基于SimMechanics的直线二级倒立摆仿真研究

倒立摆是一个非线性、高阶次和绝对不稳定系统,广泛用于测试各种控制算法。为了对直线二级倒立摆进行建模、控制和仿真,首先讨论了倒立摆数学模型并利用MATLAB中第二代SimMechanics工具箱进行三维建模。此外,实现了两种控制算法的稳定性控制并进行对比,针对比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制,提出采用主导极点配置方法进行参数整定,而模糊控制采用了基于线性二次型(linear quadratic regulator, LQR)融合的模糊控制器设计。结果表明,两种控制方法均取得较好的控制效果,且模糊控制在快速性、超调量及抗干扰能力上都比PID控制性能优越。     

基于SolidWorks的双梁桥式起重机的有限元分析

通过实例用SolidWorks进行结构建模,导入ANSYS进行有限元分析,验证了设计的合理性,体现了虚拟样机技术能优化设计方案,缩短设计周期和提高产品质量.     

基于APDL的全地面起重机臂架分析

大吨位全地面起重机由于其吊载大、结构复杂,对臂架的结构强度稳定性有很高的要求,因此对臂架结构的计算成为设计的关键。一般的有限元计算方法将主臂简化为beam单元进行分析,这种方法计算简单,建模效率高,但只能对臂架整体应力分布进行分析。采用shell单元对主臂进行建模分析,分析精确,但建模复杂,分析效率低。利用APDL开发基于MATLAB的臂架各工况批量分析程序,可针对不同工况的臂架进行建模组装,提高了计算的效率。     

桥式起重机危险评价的不确定性分析

综合考虑了桥式起重机伤害事故的确定位和不确定性致灾因素,提出了危险评价的不确定性分析的新方法;利用模糊集理论和非线性规划算法来研究起重机伤害事故发生的可能性;计算结果表明,桥式起重机伤害事故发生的可能性服从某一分布,而不应为某一点的估计值.