单参数调整的欠驱动吊车防摆定位全过程自抗扰控制 被引量：9

1

作者 肖友刚 卢浩 +1 位作者 余驿 韩锟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2703-2711,共9页

通过对比台车作业轨迹的理想值与实际值,构造台车作业轨迹的误差反馈控制律;针对绳长、负载、非线性等因素影响负载摆动且负载摆动角度和角速度难以测量的问题,设计负载摆动的扩张状态观测器,并构造抑制负载摆动的误差反馈控制律,进而... 通过对比台车作业轨迹的理想值与实际值,构造台车作业轨迹的误差反馈控制律;针对绳长、负载、非线性等因素影响负载摆动且负载摆动角度和角速度难以测量的问题,设计负载摆动的扩张状态观测器,并构造抑制负载摆动的误差反馈控制律,进而得到不依赖于系统模型参数、结构简单且能抑制系统非线性及干扰影响的吊车防摆定位全过程自抗扰控制器。研究结果表明:使用Hurwitz稳定矩阵的特征值与控制系统增益产生关联,保证闭环系统的稳定性,而且将繁琐的控制系统参数化为容易实施的单参数调整,使吊车在绳长变化及外界恶劣环境的干扰下,实际作业曲线都能全过程按照设定轨迹以尽可能小的负载摆角运行,使台车作业时间得到准确控制,吊车作业效率显著提升。 展开更多

关键词 欠驱动吊车 防摆定位 单参数调整 全过程自抗扰控制

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基于模糊控制的塔式起重机定位和防摆仿真实验 被引量：7

2

作者 游谊 张自强 +1 位作者 董燕 胡伟 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第2期81-83,87,共4页

塔式起重机作为一种搬运机械,在工业生产中,由于自身运行过程中常常受到外界因素的干扰,影响生产效率,造成安全隐患。文中采用模糊算法和传统PID相结合,针对塔吊模型非线性和不确定性,设计出一种基于模糊PID的塔式起重机小车定位和负载... 塔式起重机作为一种搬运机械,在工业生产中,由于自身运行过程中常常受到外界因素的干扰,影响生产效率,造成安全隐患。文中采用模糊算法和传统PID相结合,针对塔吊模型非线性和不确定性,设计出一种基于模糊PID的塔式起重机小车定位和负载防摆控制系统。根据给定的初始位移,利用两个控制器分别对位移和摆角进行控制,达到了较好的控制效果,并在Simulink仿真平台上验证了系统的可行性。 展开更多

关键词 塔式起重机 定位和防摆 模糊控制 PID

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起重机定位和防摆的变论域模糊控制 被引量：12

3

作者 马海峰 丁国富 +1 位作者 黄文培 徐宝华 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期425-429,474,共6页

起重机防摆控制系统是一个非线性、强耦合、模型复杂的系统,应用传统的模糊控制器对起重机的定位和防摆进行控制往往难以达到满意的效果。在速度-位移双跟踪模糊控制器的基础上,针对模糊控制中论域范围选择的难题,分别通过基于函数模型... 起重机防摆控制系统是一个非线性、强耦合、模型复杂的系统,应用传统的模糊控制器对起重机的定位和防摆进行控制往往难以达到满意的效果。在速度-位移双跟踪模糊控制器的基础上,针对模糊控制中论域范围选择的难题,分别通过基于函数模型和基于模糊推理的变论域方法与其相结合,实现论域随输入量的变化而变化。针对传统模糊防摆控制器结构复杂、输入变量存在耦合关系的问题,将定位和防摆模糊控制器、输出因子模糊控制器设计成四输入单输出的双二维模糊控制器。仿真结果表明,与速度-位移双跟踪模糊控制器和基于函数模型的变论域模糊控制器相比较,基于模糊推理的速度-位移双跟踪变论域控制器避免了传统变论域模糊控制器在函数系数选择上的困难,且对不同的绳长和负载具有较好的鲁棒性、较高的精度和较强的实时性。 展开更多

关键词 起重机 变论域 自适应模糊控制 模糊推理 函数模型 定位和防摆

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基于模糊的桥式起重机的定位和防摆控制研究 被引量：80

4

作者 王晓军 邵惠鹤 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期936-939,共4页

近年来,很多学者对桥式起重机的防摆控制方法进行了研究,以提高起重机的作业效率。针对起重机模型的非线性和不确定性,设计了一种基于模糊的起重机的定位和防摆控制方法,利用两个模糊控制器对小车的位置和负载的摆动分别进行控制。其中... 近年来,很多学者对桥式起重机的防摆控制方法进行了研究,以提高起重机的作业效率。针对起重机模型的非线性和不确定性,设计了一种基于模糊的起重机的定位和防摆控制方法,利用两个模糊控制器对小车的位置和负载的摆动分别进行控制。其中,模糊位置控制器的设计是参考一个简单的速度参考曲线,对位置和速度进行有效地控制;而模糊防摆控制器则模仿起重机操作员的实际操作经验设计了一套模糊控制规则来消除负载的摆动。仿真结果证明了该方法的可行性,并且与线性二次型最优控制(LQR)进行了比较,表明了该方法的良好性能,且该方法对不同的绳长和负载有着较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 桥式起重机 定位和防摆控制 模糊控制 线性二次型最优控制(LQR)

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桥式起重机定位和防摆的粒子群算法优化PID控制 被引量：8

5

作者 杜文正 谢政 +1 位作者 童国林 刘陈 《兵工自动化》 2012年第11期32-37,共6页

为使桥式起重机精确定位和快速消摆,设计了利用PSO算法优化PID参数的定位防摆控制器。通过在Matlab中编写PSO算法程序和连接Matlab与Simulink的调用函数程序,结合在Simulink中建立的起重机吊重系统模型,完成了PSO-PID控制器控制的吊重... 为使桥式起重机精确定位和快速消摆,设计了利用PSO算法优化PID参数的定位防摆控制器。通过在Matlab中编写PSO算法程序和连接Matlab与Simulink的调用函数程序,结合在Simulink中建立的起重机吊重系统模型,完成了PSO-PID控制器控制的吊重系统的仿真。通过仿真,起重机小车实现了无超调无静差的快速定位,吊重摆动也得到快速有效的抑制。仿真结果证明了该控制器的可行性和有效性。 展开更多

关键词 桥式起重机 定位和防摆 粒子群优化 PID控制

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基于迭代学习控制的桥式起重机定位及防摆 被引量：13

6

作者 付子义 袁海国 王艺龙 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第2期34-38,共5页

针对桥式起重机在小车运行时引起负载摆动,影响工作效率、易引发事故和重复运行时的规律优化控制问题,提出利用迭代学习控制来对桥式起重机进行定位及防摆控制。用拉格朗日(Lagrange)方程建立桥式起重机的数学模型,对桥式起重机进行定... 针对桥式起重机在小车运行时引起负载摆动,影响工作效率、易引发事故和重复运行时的规律优化控制问题,提出利用迭代学习控制来对桥式起重机进行定位及防摆控制。用拉格朗日(Lagrange)方程建立桥式起重机的数学模型,对桥式起重机进行定位防摆控制仿真。结果表明,迭代学习控制可以利用桥式起重机重复运行的特性来对其进行高精度跟踪,同时有效地抑制负载摆角。 展开更多

关键词 桥式起重机 迭代学习 拉格朗日方程 定位及防摆 重复运行

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基于摩擦补偿的门式起重机定位与防摆控制研究 被引量：1

7

作者 谢政 杜文正 童国林 《机床与液压》 北大核心 2013年第15期92-95,共4页

为提高起重机自动化水平,在建立起重机的二自由度运动数学模型的基础上,考虑非线性摩擦对系统性能的影响,设计了基于模糊PID控制器的定位和防摆方法,利用模糊PID控制器分别对小车的位置和吊重的摆角进行控制。仿真与实验结果都证明了该... 为提高起重机自动化水平,在建立起重机的二自由度运动数学模型的基础上,考虑非线性摩擦对系统性能的影响,设计了基于模糊PID控制器的定位和防摆方法,利用模糊PID控制器分别对小车的位置和吊重的摆角进行控制。仿真与实验结果都证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 门式起重机 定位与防摆控制 Stribeck模型 模糊PID

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桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制 被引量：3

8

作者 肖苏 王晓军 邵惠鹤 《上海海事大学学报》 北大核心 2004年第4期4-7,共4页

介绍一种桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制方法。为实现对小车的位置和抓斗的摆动分别控制而设计了两个控制回路,其中一个回路采用常规的PID算法来调节小车的位置和速度,同时另一个回路则利用模糊逻辑控制器来消除抓斗的摆动。仿真结果... 介绍一种桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制方法。为实现对小车的位置和抓斗的摆动分别控制而设计了两个控制回路,其中一个回路采用常规的PID算法来调节小车的位置和速度,同时另一个回路则利用模糊逻辑控制器来消除抓斗的摆动。仿真结果表明了该方法的可行性,与线性状态反馈控制(LQR)相比,该方法对不同的绳长有着较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 桥式卸船机 定位和防摆控制 模糊逻辑控制

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基于ADAMS和MATLAB的双回路PID桥式起重机定位与防摆控制研究 被引量：3

9

作者 张瑞栋 《南方农机》 2018年第14期23-23,共1页

针对起重机非线性、不稳定性,设计了PID控制器的起重机定位与防摆方法,利用4个PID控制器分别对沿小车运动方向和沿大车运动方向的速度、摆角进行双回路控制。在ADAMS和MATLAB中建立了机械与控制模型,直接从ADAMS中产生机械系统仿真模型... 针对起重机非线性、不稳定性,设计了PID控制器的起重机定位与防摆方法,利用4个PID控制器分别对沿小车运动方向和沿大车运动方向的速度、摆角进行双回路控制。在ADAMS和MATLAB中建立了机械与控制模型,直接从ADAMS中产生机械系统仿真模型,避免了对机械系统进行复杂方程的描述与推导,更直观的观察仿真结果。 展开更多

关键词 桥式起重机 PID 定位和防摆控制 联合仿真

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基于自抗扰理论的桅杆式起重机定位与消摆控制 被引量：8

10

作者 刘惠康 刘馨 +1 位作者 柴琳 康新宇 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第23期10073-10079,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 桅杆式起重机 自抗扰控制 定位与防摆 变绳长 仿真分析

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塔机位置与防摆控制研究 被引量：3

11

作者 王宝家 殷晨波 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第1期165-168,共4页

塔式起重机作为一种最常用的运输机械,在作业过程中,由于作业环境恶劣以及自身缺陷等原因,给生产实践造成了安全隐患。针对此情况,文中采用延迟反馈控制和模糊逻辑控制技术,同时考虑塔机平移运动和旋转运动的耦合作用,设计出了基于延迟... 塔式起重机作为一种最常用的运输机械,在作业过程中,由于作业环境恶劣以及自身缺陷等原因,给生产实践造成了安全隐患。针对此情况,文中采用延迟反馈控制和模糊逻辑控制技术,同时考虑塔机平移运动和旋转运动的耦合作用,设计出了基于延迟反馈和模糊控制的塔机小车定位和负载防摆控制器。通过计算机仿真可知,在负载运动过程中,所设计之控制器能够有效控制小车位置精度,且能够有效地消除负载摆动。结果表明了该系统有效且可行。 展开更多

关键词 塔机 模糊控制 延迟反馈 定位与防摆

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桥式吊车二级摆型新型分层模糊滑模控制器设计 被引量：2

12

作者 丁明波 程骅 +1 位作者 刘惠康 柴琳 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第1期116-121,共6页

针对桥式吊车产生的二级摆问题,提出了一种新型自适应分层模糊滑模控制方法。该方法通过使用凸形滑模面,实时改变非线性系统各层滑模面的滑模面斜率,使系统在开始时响应快,在接近滑模面时减少超调量;其次,为改善非线性系统在滑模面附近... 针对桥式吊车产生的二级摆问题,提出了一种新型自适应分层模糊滑模控制方法。该方法通过使用凸形滑模面,实时改变非线性系统各层滑模面的滑模面斜率,使系统在开始时响应快,在接近滑模面时减少超调量;其次,为改善非线性系统在滑模面附近出现的残摆和"抖振"现象,本研究方法引入了低通滤波器,降低了滑模面的开关频率;同时,利用模糊控制对滑模增益进行调节,以达到增强系统的自适应性和鲁棒性,并通过李雅普诺夫定理验证系统的稳定性。通过仿真和实验结果对比分析,与该研究领域前沿团队相比,该控制方法在抑制摆角的同时,二级摆摆角值降低了约16%,控制器性能较好。 展开更多

关键词 桥式吊车 二级摆 凸形滑模面 模糊滑模 防摆定位 仿真实验

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分组自适应模糊神经网络在双摆吊车上的应用 被引量：6

13

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

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改进混合算法优化门式起重机控制问题 被引量：1

14

作者 兰朋 郭进鹏 +1 位作者 刘曼兰 任海涛 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第3期101-109,共9页

随着工地、厂房、码头等物流场所智能化需求的提升,作为主要起重搬运设备的起重机械已向着自动化、智能化方向飞速发展,其中,吊装作业的自动、快速、精确就位是智能起重机的关键技术难点。针对传统门式起重机作业时定位不精确及吊重摆... 随着工地、厂房、码头等物流场所智能化需求的提升,作为主要起重搬运设备的起重机械已向着自动化、智能化方向飞速发展,其中,吊装作业的自动、快速、精确就位是智能起重机的关键技术难点。针对传统门式起重机作业时定位不精确及吊重摆角消除过慢的问题,提出了一种基于改进遗传算法(improved genetic algorithm,IGA)与改进粒子群算法(improved particle swarm optimization,IPSO)混合优化的模糊PID(fuzzy PID,FPID)控制方法。利用拉格朗日方程建立了门机的动力学模型,对模糊PID控制器的量化因子及比例因子使用混合算法优化,并借助Matlab-Simulink平台进行了对比分析及鲁棒性分析。结果表明:模糊PID控制器在经过所设计的算法优化后能够实现门机更加精确的定位及更加快速的消摆,鲁棒性也得到了提升。 展开更多

关键词 遗传算法 粒子群算法 门式起重机 模糊PID 定位防摆控制

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三维运动模式下的桥式吊车神经网络滑模控制 被引量：1

15

作者 孙家骏 柴琳 +1 位作者 郭启航 刘惠康 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2071-2079,共9页

三维运动模式下的桥式吊车具有更高的生产效率,但其定位与防摆控制也更具挑战性.针对该问题,本文提出一种基于最小参数学习的神经网络滑模控制方法.首先,建立了包含机械摩擦力和空气阻力的全驱动动力学模型,解决了系统由于欠驱动特性导... 三维运动模式下的桥式吊车具有更高的生产效率,但其定位与防摆控制也更具挑战性.针对该问题,本文提出一种基于最小参数学习的神经网络滑模控制方法.首先,建立了包含机械摩擦力和空气阻力的全驱动动力学模型,解决了系统由于欠驱动特性导致控制器难以设计的问题;随后,设计了基于指数趋近律的滑模控制器,引入径向基函数(radial basis functions,RBF)神经网络的最小参数学习法对系统的不确定性模型进行逼近;并对控制器的稳定性进行了严格的数学证明.仿真与实验结果表明,本文所提控制方法在有/无外界干扰的情况下,都能实现吊车的精确定位与负载摆动的有效抑制. 展开更多

关键词 三维运动模式 定位与防摆 滑模控制 神经网络 最小参数学习法

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基于鸟群算法优化的桥式吊车线性自抗扰控制 被引量：8

16

作者 唐超 刘惠康 +1 位作者 曹宇轩 柴琳 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2019年第4期371-378,共8页

针对欠驱动吊车的防摆与定位问题,本文提出一种基于线性自抗扰控制技术(LADRC)的欠驱动桥式吊车控制策略及控制器参数优化方法。区别于其他常规的桥式吊车控制策略,该方法不需要对吊车模型进行任何近似解耦或线性化处理,允许模型存在一... 针对欠驱动吊车的防摆与定位问题,本文提出一种基于线性自抗扰控制技术(LADRC)的欠驱动桥式吊车控制策略及控制器参数优化方法。区别于其他常规的桥式吊车控制策略,该方法不需要对吊车模型进行任何近似解耦或线性化处理,允许模型存在一定的不确定性并且考虑了系统所受的摩擦力与空气阻力等干扰,同时针对传感器噪声污染环境下控制器的参数整定问题,应用鸟群优化算法进行参数优化。在负载质量和吊绳绳长等发生变化或存在不确定因素的情况下,控制策略依然能实现对台车的精确定位与负载摆动的有效抑制。最后通过仿真证明了控制方法具有良好的控制性能。 展开更多

关键词 桥式吊车 非线性 防摆与定位 线性自抗扰控制 鸟群算法(BSA) 参数优化

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一种新的正幅值带尾部信号的时滞滤波器设计 被引量：3

17

作者 王晓军 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1153-1156,1178,共5页

针对带有零点的柔性系统,设计出一种新的正幅值约束的带尾部信号的时滞滤波器。该滤波器能够适应任意形式的系统输入,而且设计过程和期望的系统输出值无关,同时,对于参数时变系统,提出了新的鲁棒性约束条件,最后把设计的带尾部信号的时... 针对带有零点的柔性系统,设计出一种新的正幅值约束的带尾部信号的时滞滤波器。该滤波器能够适应任意形式的系统输入,而且设计过程和期望的系统输出值无关,同时,对于参数时变系统,提出了新的鲁棒性约束条件,最后把设计的带尾部信号的时滞滤波器应用到桥式起重机的定位和防摆控制之中。仿真结果表明,该滤波器的应用能有效缩短起重机小车定位的调节时间,而且与基本的时滞滤波器级联控制时,可以有效消除负载的残留振荡,有利于作业效率的提高。 展开更多

关键词 时滞滤波器 正幅值 尾部信号 定位和防摆 桥式起重机

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