桥式吊车局部饱和自适应控制器、控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种桥式吊车局部饱和自适应控制器、控制系统及控制方法，该控制方法包括：将对w_x的在线估计以及w_l的在线估计均输入至神经网络中进行动态学；由神经网络动态输出和并传送至局部饱和自适应控制器；最终由局部饱和自适应控制器输出保证桥式吊车系统平滑启动的驱动力；其中，w_x和w_l均为辅助向量。本发明通过在控制器中引入双曲正切函数，大大减少了初始驱动力，可保证桥式吊车的平滑启动。

主权项

一种桥式吊车局部饱和自适应控制器，其特征在于，根据对桥式吊车系统的动力学模型求取关于时间导数，得到桥式吊车系统的内部结构模型；根据桥式吊车系统的内部结构模型，引入φ_x、φ_l、w_x和w_l这四个辅助向量以及双曲正切函数，得到桥式吊车局部饱和自适应控制器；所述局部饱和自适应控制器的表达式为：$F_x=-k_{px}\tanh \left(e_x\right)-k_{dx}\tanh \left(\stackrel{·}{x}\right)+{\phi }_x^T{\hat{w}}_x$$F_l=-k_{pl}\tanh \left(e_l\right)-k_{dl}\tanh \left(\stackrel{·}{l}\right)+{\phi }_l^T{\hat{w}}_l$${\phi }_x={\left[\begin{array}{ccc}\stackrel{·}{x}& \tanh \left(\frac{\stackrel{·}{x}}{\xi }\right)& -\left|\stackrel{·}{x}\right|\stackrel{·}{x}\end{array}\right]}^T,{\phi }_l={\left[\begin{array}{cc}-g& \stackrel{·}{l}\end{array}\right]}^T$其中，F_x与F_l分别表示水平x与竖直l方向上的驱动力；k_px,k_dx,k_pl以及k_dl∈R⁺表示正的控制增益；e_x与e_l分别代表桥式吊车跟踪误差和吊绳长度误差；ξ为粘性摩擦力相关系数；g为重力加速度；其中，与分别代表w_x与w_l的在线估计，w_x＝[d_x f_r0x k_rx]^T,w_l＝[m_p d_l]^T，f_r0x和k_rx表示静摩擦力相关的系数；m_p表示负载质量；d_l代表空气阻力系数。