带有完整约束的双吊车系统输入整形控制 被引量：7

1

作者 卢彪 吴壮 +1 位作者 方勇纯 孙宁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1805-1811,共7页

作为一种重要的物料运输工具,桥式吊车在各类工业场景中发挥着举足轻重的作用.然而随着负载体积/质量的增大,很多时候不得不使用两台吊车来协同运送负载.目前对于这类双吊车系统的防摆研究仍然较少.本文针对这一情况,率先提出了一种输... 作为一种重要的物料运输工具,桥式吊车在各类工业场景中发挥着举足轻重的作用.然而随着负载体积/质量的增大,很多时候不得不使用两台吊车来协同运送负载.目前对于这类双吊车系统的防摆研究仍然较少.本文针对这一情况,率先提出了一种输入整形控制方法.具体来说,首先分析了双吊车系统中存在的完整约束,通过对系统模型的合理简化,在不失准确性的情况下获得了台车位移与负载姿态角之间的近似动力学关系.在此基础上,求取出系统真实的振荡周期并设计出了合适的输入整形器.该整形器能够在不影响台车定位的情况下,充分抑制负载的摆动,并且对系统参数不确定性具有良好的鲁棒性.仿真和实验结果也证明了这一点. 展开更多

关键词 输入整形 完整约束 欠驱动 摆动抑制 双吊车系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

桥式吊车系统的伪谱最优控制设计 被引量：14

2

作者 刘熔洁 李世华 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期981-989,共9页

对于桥式吊车系统的最优控制问题,根据实际的工况要求,性能指标有时不一定是标准的二次形式.同时,在实际的控制问题中,状态和控制输入往往会受到一些边界条件和路径过程中的约束.针对这一问题,本文应用Chebyshev伪谱优化算法来处理,它... 对于桥式吊车系统的最优控制问题,根据实际的工况要求,性能指标有时不一定是标准的二次形式.同时,在实际的控制问题中,状态和控制输入往往会受到一些边界条件和路径过程中的约束.针对这一问题,本文应用Chebyshev伪谱优化算法来处理,它可以处理状态和控制约束的非线性最优化问题以及一个非标准的目标函数.首先对桥式吊车系统模型进行一系列的坐标变换,将其转变为上三角系统形式的误差模型.然后将桥式吊车最优控制问题转化成具有一系列代数约束的参数优化问题,即非线性规划问题.通过求解离散化后的参数优化问题,得到桥式吊车的最优控制律.本文还给出了Chebyshev伪谱最优解的可行性和一致性分析.最后,在仿真研究中验证该控制器的有效性. 展开更多

关键词 Chebyshev伪谱 最优设计 桥式吊车系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

桥式吊车系统的自适应神经网络控制与学习 被引量：5

3

作者 赖啸 刘勇 +1 位作者 代艳霞 罗文果 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第6期114-117,共4页

针对三维桥式吊车的防摇摆控制,基于径向基函数神经网络(Radial Basis Function,RBF)研究了一种自适应防摇摆控制算法。在神经网络控制中,如果持续激励(Persistent Excitation,PE)条件得不到满足,便不能保证权值收敛,执行相同的控制任务... 针对三维桥式吊车的防摇摆控制,基于径向基函数神经网络(Radial Basis Function,RBF)研究了一种自适应防摇摆控制算法。在神经网络控制中,如果持续激励(Persistent Excitation,PE)条件得不到满足,便不能保证权值收敛,执行相同的控制任务时,仍需对神经网络进行重复训练。所设计的自适应神经网络控制器不仅能够快速精确地定位负载,并能有效抑制吊车系统的摆动;同时在对于周期或回归轨迹的跟踪中,系统中信号的一致有界得到了证明,在稳定控制中实现了部分权值的收敛以及未知闭环动态的局部准确逼近,即确定学习。最后,通过仿真验证了所设计控制器的正确性和有效性,为桥式吊车系统的防摇摆控制提供了新的控制算法。 展开更多

关键词 确定学习 径向基函数神经网络 桥式吊车系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

变绳长三维吊车系统动力学模型构建

4

作者 吕志 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 2014年第2期91-95,共5页

建立了桥式起重机变绳长三维吊车系统的动力学数学模型.该模型在桥式起重机设立坐标系时,选取系统目标控制变量作为坐标系的变量值,运用运动学基本原理分析小车的坐标位置,通过拉格朗日方程建立模型.该模型不仅将模型变量与控制目标变... 建立了桥式起重机变绳长三维吊车系统的动力学数学模型.该模型在桥式起重机设立坐标系时,选取系统目标控制变量作为坐标系的变量值,运用运动学基本原理分析小车的坐标位置,通过拉格朗日方程建立模型.该模型不仅将模型变量与控制目标变量对应起来,而且将系统的三维运动以及由这些运动导致的抓斗摆角的变化考虑其中.仿真结果表明,模型具有简单、直观、效果好等特性. 展开更多

关键词 桥式起重机 变绳长三维吊车系统 动力学模型 MATLAB

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于免疫PID算法的吊车-双摆系统控制设计 被引量：7

5

作者 王玉勤 许雪艳 蒋全胜 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第6期895-900,共6页

为提高非线性吊车-双摆系统的控制特性,利用拉格朗日方程推导出吊车-双摆系统的数学模型,提出了免疫PID控制算法,设计出免疫PID控制器,对最优指标和PID参数进行寻优,并将该控制方法应用于系统中。与LQR算法结果相比,免疫控制方法寻优速... 为提高非线性吊车-双摆系统的控制特性,利用拉格朗日方程推导出吊车-双摆系统的数学模型,提出了免疫PID控制算法,设计出免疫PID控制器,对最优指标和PID参数进行寻优,并将该控制方法应用于系统中。与LQR算法结果相比,免疫控制方法寻优速度快,吊车-双摆系统的各项指标得到了显著改善。采用吊车-双摆工作平台进行验证实验,将实验结果与仿真结果进行比较。对比结果表明,基于免疫算法的吊车-双摆系统的动态特性得到了有效地改善,获得了较高的控制精度,提高了系统抗干扰能力和鲁棒性,验证了控制方法的准确性。 展开更多

关键词 吊车-双摆系统 非线性 免疫算法 动态特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

迭代学习控制在吊车-双摆系统中的应用研究 被引量：4

6

作者 耿冲 余发山 +1 位作者 卜旭辉 栗三一 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期99-105,共7页

适用于双摆模型系统的吊车在运送相同批次,相同型号货物,并且在保证搬运货物的轨迹相同的情况下,其运动轨迹具有极高的重复特性。提出了基于迭代学习控制的吊车-双摆系统位置和速度控制方法,建立了吊车-双摆系统的静态模型,设计了关于... 适用于双摆模型系统的吊车在运送相同批次,相同型号货物,并且在保证搬运货物的轨迹相同的情况下,其运动轨迹具有极高的重复特性。提出了基于迭代学习控制的吊车-双摆系统位置和速度控制方法,建立了吊车-双摆系统的静态模型,设计了关于位置和速度控制的迭代学习控制算法,理论上分析了算法的收敛性。仿真结果表明,在经过80次左右的学习之后,吊车-双摆系统的输出能够可以较好地跟踪上期望轨迹,获得较高的控制精度,验证了控制方法的有效性。 展开更多

关键词 吊车-双摆系统 迭代学习控制 位置跟踪

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于扩张状态观测器的双摆吊车分层滑模控制 被引量：2

7

作者 姚鑫亚 陈鹤 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期344-352,共9页

吊车系统在大尺寸货物运送过程中会呈现出双摆效应,同时更易受到外部干扰影响,导致控制难度更大。针对双摆吊车系统控制难题,提出一种基于扩张状态观测器的分层滑模控制方法,在保证负载快速平稳运送的同时有效抑制吊钩和负载的摆动。基... 吊车系统在大尺寸货物运送过程中会呈现出双摆效应,同时更易受到外部干扰影响,导致控制难度更大。针对双摆吊车系统控制难题,提出一种基于扩张状态观测器的分层滑模控制方法,在保证负载快速平稳运送的同时有效抑制吊钩和负载的摆动。基于吊车系统的动力学模型设计扩张状态观测器对系统的状态变量和干扰集合项进行估计,利用系统的状态误差和观测器的估计信号设计分层滑模控制器。此外,控制方法通过在滑模面中引入干扰补偿项,进一步提高系统的抗干扰能力。通过数值仿真,与已有方法进行对比,充分验证该研究方法在工作效率和鲁棒性方面均具有良好的控制性能。 展开更多

关键词 吊车系统 双摆效应 欠驱动系统 分层滑模控制 扩展观测器 摆动抑制 机电系统 先进控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

最优控制在吊车数控系统中的应用 被引量：1

8

作者 张丽 朱珠 《机床与液压》 北大核心 2015年第19期51-55,共5页

由于最优二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)具有调节精度高和控制消耗少的综合控制优势,将离散LQR引入到吊车数控系统的设计中,用以实现吊车单摆快速返回平衡位置。建立了吊车系统的连续状态空间方程及其对应的离散状态空... 由于最优二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)具有调节精度高和控制消耗少的综合控制优势,将离散LQR引入到吊车数控系统的设计中,用以实现吊车单摆快速返回平衡位置。建立了吊车系统的连续状态空间方程及其对应的离散状态空间方程。针对吊车系统的离散数学模型,利用LQR最优控制理论,设计了直流伺服电机的控制策略。计算机仿真结果表明:相比传统的极点配置方法,LQR控制方法可实现吊车单摆更加快速和更加精确的调节,并且避免了复杂的参数调节过程,故易于工程实现。 展开更多

关键词 吊车数控系统 伺服电机 最优控制 离散控制 LQR

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于伪谱法的双摆吊车时间最优消摆轨迹规划策略 被引量：22

9

作者 陈鹤 方勇纯 +1 位作者 孙宁 钱彧哲 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期153-160,共8页

在工业生产过程中,桥式吊车系统经常会体现出双摆系统的特性,导致更多欠驱动状态量的出现,增大控制难度.基于此,论文提出了一种针对双摆桥式吊车系统的时间最优轨迹规划方法,可以得到全局时间最优且具有消摆能力的轨迹.具体而言,为方便... 在工业生产过程中,桥式吊车系统经常会体现出双摆系统的特性,导致更多欠驱动状态量的出现,增大控制难度.基于此,论文提出了一种针对双摆桥式吊车系统的时间最优轨迹规划方法,可以得到全局时间最优且具有消摆能力的轨迹.具体而言,为方便地构造以时间为代价函数的优化问题,首先对系统运动学模型进行相应的变换;在此基础上,考虑包括两级摆角及台车速度和加速度上限值在内的多种约束,构造出相应的优化问题;然后,利用高斯伪谱法(Gauss-pseudospectral method,GPM)将该带约束的优化问题转化为更易于求解的非线性规划问题,且在转化过程中,可以非常方便地考虑轨迹约束.求解该非线性规划问题,即可得到时间最优的台车轨迹.不同于已有的大多数方法,该方法可获得全局时间最优的结果.最后,通过仿真与实验结果验证了这种时间最优轨迹规划方法具有满意的控制性能. 展开更多

关键词 双摆吊车系统 时间最优 轨迹规划 高斯伪谱法

在线阅读 下载PDF 职称材料

带输入饱和的欠驱动吊车非线性信息融合控制 被引量：12

10

作者 胡洲 王志胜 甄子洋 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1522-1527,共6页

针对欠驱动吊车系统的控制问题,提出了一种非线性信息融合控制方法.通过融合二次型性能指标函数中包含的未来参考轨迹和控制能量的软约束信息,以及吊车系统状态方程和输出方程的硬约束信息,获得协状态和控制量的最优估计.针对控制量输... 针对欠驱动吊车系统的控制问题,提出了一种非线性信息融合控制方法.通过融合二次型性能指标函数中包含的未来参考轨迹和控制能量的软约束信息,以及吊车系统状态方程和输出方程的硬约束信息,获得协状态和控制量的最优估计.针对控制量输入饱和的问题,提出了一种控制能量软约束信息自适应调节算法,使求出的控制量满足限制要求.信息融合控制方法基于被控对象的离散模型设计,具有易于实现的特点.仿真结果表明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 信息融合控制 吊车系统 欠驱动控制 输入饱和

在线阅读 下载PDF 职称材料

cRNA布谷鸟搜索算法的桥式吊车PID控制 被引量：5

11

作者 朱笑花 王宁 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1397-1404,共8页

为了提高算法的全局搜索能力,受RNA二级结构的启发,设计RNA茎环交叉算子,采用基于进化代数的自适应步长策略,提出RNA交叉操作布谷鸟搜索算法(cRNA-CS).将cRNA-CS算法用于对5个典型测试函数进行寻优.测试结果表明,cRNA-CS算法的搜索能力... 为了提高算法的全局搜索能力,受RNA二级结构的启发,设计RNA茎环交叉算子,采用基于进化代数的自适应步长策略,提出RNA交叉操作布谷鸟搜索算法(cRNA-CS).将cRNA-CS算法用于对5个典型测试函数进行寻优.测试结果表明,cRNA-CS算法的搜索能力和寻优精度相对于CS算法和其他改进的CS算法有了明显提高.将cRNA-CS算法用于桥式吊车系统PID控制器参数的优化整定.仿真实验结果表明,与CS算法、单纯形算法和PSO算法相比,采用cRNA-CS算法优化的PID控制器能够实现桥式吊车系统更好的消摆和定位控制. 展开更多

关键词 布谷鸟搜索算法(CS) RNA茎环交叉算子 自适应步长 PID控制器 桥式吊车系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

分组自适应模糊神经网络在双摆吊车上的应用 被引量：6

12

作者 刘惠康 孙博文 +1 位作者 柴琳 鄢梦伟 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第15期6285-6290,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 双摆吊车系统 防摆与定位 模糊控制 神经网络 自适应控制 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

适于长距离运输的分段吊车模糊控制 被引量：7

13

作者 刘殿通 易建强 谭民 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期908-912,共5页

针对长距离吊车运输系统的特征,提出了分段切换因子模糊控制方法.该方法使用两个子模糊控制器分别用于抗摆和定位控制,并运用实值遗传算法选取模糊控制器的分段切换因子.仿真结果表明:该方法保证了定位精度并能有效地抑制超调,在加速阶... 针对长距离吊车运输系统的特征,提出了分段切换因子模糊控制方法.该方法使用两个子模糊控制器分别用于抗摆和定位控制,并运用实值遗传算法选取模糊控制器的分段切换因子.仿真结果表明:该方法保证了定位精度并能有效地抑制超调,在加速阶段、运输阶段和减速阶段能够使载荷摆角最小,并且能够在目标位置进行消摆控制,其性能优于传统二次型最优控制. 展开更多

关键词 吊车 模糊控制 长距离吊车运输系统 模糊控制器 模糊推理 数学模型

在线阅读 下载PDF 职称材料