摘要
以桥式起重机为研究对象,针对其在三维复杂欠驱动系统中因状态参量高度耦合而导致动力学方程难以线性化处理和滑模控制器本身控制力输出的高频抖振等系列问题,设计一种基于分层滑模控制的改进超螺旋滑模控制器,以期当负载质量和钢丝绳长度等参数不断变化时,仍能实现对起重机的精确定位并有效抑制负载摆角.采用Lyapunov函数对控制器稳定性和可行性进行证明,通过搭建物理模型对所研究内容进行验证,仿真与实验结果的一致性证明了所提出的控制器对抑制负载摆动现象具有较好效果.以上结果表明所研究的控制器能够在不降低系统鲁棒性的前提下有效消除系统抖振并抑制负载摆角幅度,具有重要的理论意义与应用潜力.
In this dissertation,a super-twising sliding controller based on hierarchical sliding mode control is developed for the model of 3D overhead cranes in case of linearizing the dynamical equations hardly and high-frequency oscillation of the sliding mode controller,in order to achieve accturate positioning and anti swing angle effectively during the load mass and rope length constantly changing.The stability and accessibility of this controller are proved by constructing Lyapunov functions,buliding physical model to validate research,the consistency of the simulation and experimental results proves that this controller is effective in anti swing.The above results show that this controller can eliminate oscillation,keeping payload swings small and robustness of the system,it has important theoretical significance and application potenial.
作者
戚其松
操尚峰
董青
沈舒杰
张宇乐
QI Qi-songy;CAO Shang-feng;DONG Qing;SHEN Shu-jie;ZHANG Yu-le(School of Mechanical Engineering,Taiyuan University of Science and Technology,Taiyuan 030024,China)
出处
《控制与决策》
EI
CSCD
北大核心
2024年第10期3319-3327,共9页
Control and Decision
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(52105269)
山西省基础研究计划面上项目(202203021221156)。
作者简介
通讯作者:戚其松(1987-),男,副教授,博士,硕士生导师,从事机械装备生命周期绿色化及节能算法等研究,E-mail:qiqisong@tyust.edu.cn;操尚峰(1994-),男,硕士生,从事桥式起重机控制技术的研究,E-mail:497204014@qq.com;董青(1989-),女,副教授,博士,从事数字孪生下重大装备全寿命安全评估的研究,E-mail:qingdong@tyust.edu.cn;沈舒杰(1998-),男,硕士生,从事机械装备生命周期绿色化及节能算法的研究,E-mail:2740029698@qq.com;张宇乐(1999-),女,硕士生,从事机械装备生命周期绿色化及节能算法的研究,E-mail:201812180139@stu.tyust.edu.cn.
