基于S型曲线轨道的旋转起重机残留摆角抑制 被引量：5

1

作者 欧阳慧珉 张广明 +1 位作者 梅磊 邓歆 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第23期165-172,189,共9页

旋转起重机被广泛地用于各种场合来运输沉重物体或有害材料,例如建筑工地,工厂,核设施以及港湾等。由于旋臂的旋转运动会使荷载产生一个二维摆角,因此针对此问题提出一种轨道生成的方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的残留消摆控制。... 旋转起重机被广泛地用于各种场合来运输沉重物体或有害材料,例如建筑工地,工厂,核设施以及港湾等。由于旋臂的旋转运动会使荷载产生一个二维摆角,因此针对此问题提出一种轨道生成的方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的残留消摆控制。首先,导出一个包含离心力项的起重机部分线性模型。其次,基于该模型通过数值计算生成预先考虑了残留摆角的S型曲线轨道。其中各个参数只需通过求解代数方程即可得到,降低了控制器设计的难度。同时该轨道可以应用于常用的工业控制器中从而降低了系统构建成本。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现在无测量摆角的传感器系统情况下准确地操作起重机,从而大大地简化其结构和降低其安装成本。 展开更多

关键词 旋转起重机 运动控制 残留摆角抑制S型曲线轨道 跟踪控制

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基于LMI的旋转起重机鲁棒控制器设计 被引量：5

2

作者 欧阳慧珉 佐野滋则 +3 位作者 内山直树 张广明 王德明 梅磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期106-112,共7页

悬绳和荷载组成的振动系统的固有频率变化会对控制系统的稳定性和控制性能产生影响,因此针对此问题提出一种低复杂度的鲁棒控制器设计方法。首先,采用干扰观测器导出起重机的线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量以及旋转速度等参数... 悬绳和荷载组成的振动系统的固有频率变化会对控制系统的稳定性和控制性能产生影响,因此针对此问题提出一种低复杂度的鲁棒控制器设计方法。首先,采用干扰观测器导出起重机的线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量以及旋转速度等参数变化具有鲁棒性。其次,基于该线性模型设计一个含有积分器的状态反馈控制器,其增益通过线性矩阵不等式(LMI)优化算法求出,并且该控制器对于绳长变化具有鲁棒性。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现在无测量绳长的传感器系统的情况下容易地操作起重机,从而大大地简化其结构和降低其安装成本。 展开更多

关键词 旋转起重机 运动控制 鲁棒控制 含有积分器的状态反馈控制

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旋转起重机建模及负载摆动的最优控制 被引量：5

3

作者 沈滢 曹金城 王玲 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第3期605-608,共4页

目的通过建立旋转起重机的数学模型,了解负载摆动的机理,从而实现对该摆动的最优控制.方法利用空间几何关系及牛顿力学原理建立数学模型,经实验结果与仿真结果的比较验证模型的精确性,并利用DFP法进行最优控制量的计算.结果最优控制计... 目的通过建立旋转起重机的数学模型,了解负载摆动的机理,从而实现对该摆动的最优控制.方法利用空间几何关系及牛顿力学原理建立数学模型,经实验结果与仿真结果的比较验证模型的精确性,并利用DFP法进行最优控制量的计算.结果最优控制计算结果表明,当负载运行轨迹在水平面的投影为直线时,控制效果最佳,负载的残留摆动被有效抑制.结论旋转起重机采用直线搬送方式时,消除了离心力的作用,从而使负载在搬送过程中的摆动最小,并在到达目的地时完全停止摆动,是一种十分有效的运行方式,对实际生产过程具有指导意义. 展开更多

关键词 旋转起重机 负载摆动 直线搬送 DFP法

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基于坐标变换的旋转起重机直线搬送最优控制 被引量：2

4

作者 沈滢 关日 王玲 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第6期1207-1211,共5页

目的通过建立旋转起重机直线搬送方式的二维数学模型,减少变量数量,实现最优控制输入信号的快速计算,以达到对旋转起重机进行实时控制的目的.方法利用拉格郎日方程推导旋转起重机直线搬送的二维数学模型,计算模型参数和二维-三维变换公... 目的通过建立旋转起重机直线搬送方式的二维数学模型,减少变量数量,实现最优控制输入信号的快速计算,以达到对旋转起重机进行实时控制的目的.方法利用拉格郎日方程推导旋转起重机直线搬送的二维数学模型,计算模型参数和二维-三维变换公式,利用DFP法进行最优控制量的计算,最终得到实际控制输入,并通过实验结果与仿真结果的比较验证模型的精确性.结果使用二维模型得到的最优控制量与使用三维模型时得到的结果完全相同,但计算时间缩减约99%.结论使用旋转起重机直线搬送方式,能快速得到最优控制量,从而实现对旋转起重机的实时控制,是一种十分有效的运行方式. 展开更多

关键词 旋转起重机 直线搬送方式 最优控制 负载摆动 拉格朗日方程 DFP法

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非定长吊臂非定长系物绳固定旋转起重机的动力学模型 被引量：3

5

作者 田红亮 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期20-23,共4页

建立非定长吊臂非定长系物绳固定旋转起重机的三维动力学模型。利用第二类拉格朗日方程,推导出二自由度系统的通用运动非线性微分方程。利用软件MATLAB6.5,详细分析活动支座沿径向作加速运动时的响应相轨迹和吊臂作旋转运动时的响应相... 建立非定长吊臂非定长系物绳固定旋转起重机的三维动力学模型。利用第二类拉格朗日方程,推导出二自由度系统的通用运动非线性微分方程。利用软件MATLAB6.5,详细分析活动支座沿径向作加速运动时的响应相轨迹和吊臂作旋转运动时的响应相轨迹。对于第一种情况,系统总机械能和哈密顿函数都不守恒,但角动量守恒,简化后的系统可积分。对于第二种情况,角动量不守恒,但哈密顿函数守恒。 展开更多

关键词 非定长约束 固定旋转起重机 第二类拉格朗日方程 哈密顿函数 相轨迹 混沌

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输入整形法在旋转起重机消摆控制中的应用 被引量：3

6

作者 姜晓杰 梅志千 +1 位作者 李向国 孙雷 《机电工程》 CAS 2013年第7期842-846,共5页

针对旋转起重机在作业中由于惯性力、离心力和外界干扰的存在,吊重会产生摆动,从而影响生产效率,增加安全隐患的问题,将输入整形技术应用到起重机的消摆中。首先,对旋转起重机进行分析,建立了旋转起重机数学模型,得出了动力学方程;然后... 针对旋转起重机在作业中由于惯性力、离心力和外界干扰的存在,吊重会产生摆动,从而影响生产效率,增加安全隐患的问题,将输入整形技术应用到起重机的消摆中。首先,对旋转起重机进行分析,建立了旋转起重机数学模型,得出了动力学方程;然后阐述了输入整形法的消摆原理;最后,利用Matlab中RTW模块构建半实物仿真实验平台,以旋转起重机样机为实验对象,设计了零振荡(ZV)输入整形器,把输入整形算法应用到抑制吊重残余摆动中。通过整形前后吊重在平面内摆角的比较,发现ZV法有效地抑制了吊重在起重机运行结束后的残余摆动,能够将摆动抑制到整形前的10%左右。研究结果表明,输入整形法在旋转起重机消摆问题上能够起到良好的效果,且易于实现,具有一定的工程价值。 展开更多

关键词 旋转起重机 输入整形 消摆 MATLAB 零振荡

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基于新型滑模算法的双摆旋转起重机消摆跟踪控制 被引量：16

7

作者 欧阳慧珉 王健 +2 位作者 张广明 梅磊 邓歆 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1344-1353,共10页

本文针对旋转起重机系统中旋臂定位和两级摆动抑制问题,提出一种含有非线性滑模面的滑模控制算法.不同于传统的线性滑模面,非线性滑模面可以使闭环系统的阻尼比从开始的较小值变化为最终的较大值.较小的阻尼比可以为系统提供较快的响应... 本文针对旋转起重机系统中旋臂定位和两级摆动抑制问题,提出一种含有非线性滑模面的滑模控制算法.不同于传统的线性滑模面,非线性滑模面可以使闭环系统的阻尼比从开始的较小值变化为最终的较大值.较小的阻尼比可以为系统提供较快的响应速度而较大的阻尼比则可减小超调量从而使得旋臂更加精确地跟踪给定轨迹.通过李雅普诺夫定理验证系统稳定性.比较仿真结果表明,该方法在实现摆角抑制的同时,起伏角和旋转角的跟踪误差分别降低了大约40%和52%. 展开更多

关键词 旋转起重机 双摆效应 跟踪控制 消摆控制 非线性滑模面

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双摆旋转起重机轨迹生成 被引量：7

8

作者 欧阳慧珉 王健 +2 位作者 张广明 梅磊 邓歆 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1265-1274,共10页

虽然起重机系统的荷载摆动呈现出双摆特性比单摆特性更加接近于实际生产,但是,在这种情况下,系统特性分析和控制器的设计难度将大大增加.为此,本文提出一种基于S型曲线轨迹生成法实现旋转起重机两级残留摆角的抑制.首先根据拉格朗日运... 虽然起重机系统的荷载摆动呈现出双摆特性比单摆特性更加接近于实际生产,但是,在这种情况下,系统特性分析和控制器的设计难度将大大增加.为此,本文提出一种基于S型曲线轨迹生成法实现旋转起重机两级残留摆角的抑制.首先根据拉格朗日运动方程推导出双摆旋转起重机的数学模型,再采用干扰观测器对该模型中的摩擦项、各子系统之间的耦合项进行补偿从而获得线性模型.由于各子系统中的一、二级摆角仍然是耦合的,因此采用模态分析对其进一步简化从而获得各自子系统的线性解耦模型.其次,分别为各子系统设计S型曲线轨迹,相关参数可通过求解代数方程获得.最后,数值仿真验证该方法的有效性. 展开更多

关键词 旋转起重机 双摆效应 轨迹生成

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只利用旋臂旋转运动的起重机消摆控制 被引量：5

9

作者 欧阳慧珉 内山直树 +3 位作者 佐野滋则 张广明 王德明 梅磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期131-137,共7页

针对在起重机系统中由旋臂旋转运动产生的二维荷载摆角问题提出一种只基于旋臂旋转运动的控制方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的消摆控制。首先,采用干扰观测器导出起重机的部分线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量等参数变化具... 针对在起重机系统中由旋臂旋转运动产生的二维荷载摆角问题提出一种只基于旋臂旋转运动的控制方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的消摆控制。首先,采用干扰观测器导出起重机的部分线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量等参数变化具有鲁棒性。其次,基于该模型设计一个非线性控制器,并应用李雅普诺夫稳定性定理确保控制系统的稳定性。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现一种无需控制旋臂起伏运动的执行机构的起重机,从而大大地简化其结构和降低其制造成本。 展开更多

关键词 旋转起重机 运动控制 非线性控制 李雅普诺夫稳定性定理 消摆控制

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用非线性理论计算旋转式起重机的最大偏摆角

10

作者 朱从鉴 顾龙全 《上海海运学院学报》 1993年第4期18-29,共12页

本文以实验为依据,假定起重机的旋转角速度按正弦规律变化,推出货重偏摆角的非线性微分方程。借助计算机求得数值解,得出以下3点结论:(1)最大偏摆角仍近似与幅度R成正此;(2)摆长l对最大偏摆角的影响在n>2时尤为显著,变化复杂,各特性... 本文以实验为依据,假定起重机的旋转角速度按正弦规律变化,推出货重偏摆角的非线性微分方程。借助计算机求得数值解,得出以下3点结论:(1)最大偏摆角仍近似与幅度R成正此;(2)摆长l对最大偏摆角的影响在n>2时尤为显著,变化复杂,各特性曲线会相交,在n≤2时,影响不大;(3)负的初偏角会使最大偏摆角减小,反之,会增加。 展开更多

关键词 非线性理论 旋转起重机 偏摆角

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基于T-S模型的旋转式起重机稳钩保性能控制

11

作者 罗枚 周灌中 王鑫 《现代电子技术》 2011年第7期178-181,185,共5页

基于T-S模型的保性能控制对控制带有不确定性系统(如旋转式起重机稳钩系统)有很好的鲁棒性,把系统可稳和保性能控制转化为解一系列矩阵不等式(LMI)的问题,得出最优的反馈矩阵,设计出基于T-S模型的最优保性能控制器,并对这种方法进行了... 基于T-S模型的保性能控制对控制带有不确定性系统(如旋转式起重机稳钩系统)有很好的鲁棒性,把系统可稳和保性能控制转化为解一系列矩阵不等式(LMI)的问题,得出最优的反馈矩阵,设计出基于T-S模型的最优保性能控制器,并对这种方法进行了仿真。结果表明,这种方法简单可行,并且具有很好的鲁棒性。 展开更多

关键词 旋转式起重机稳钩 T-S模型 保性能控制 鲁棒性

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