发明名称 欠驱动吊车自适应消摆定位控制方法
摘要 一种欠驱动吊车自适应消摆定位控制方法。该方法包括:构造一种新型的储能函数,在此基础上,充分考虑轨道长度限制、参数未知/不确定等因素,设计一种新型的自适应消摆控制方法,增强台车运动与负载摆动之间的耦合关系,能保证台车准确定位,快速消除负载摆动,并可通过更新律在线补偿参数未知/不确定性因素带来的影响。相比已有方法,该方法能保证台车运动不超出轨道长度限制范围,可取得良好的控制效果,并对参数不确定性与外界扰动具有良好的鲁棒性。
申请公布号 CN104444817A 申请公布日期 2015.03.25
申请号 CN201410649866.5 申请日期 2014.11.14
申请人 南开大学 发明人 孙宁;方勇纯;陈鹤
分类号 B66C13/18(2006.01)I 主分类号 B66C13/18(2006.01)I
代理机构 天津佳盟知识产权代理有限公司 12002 代理人 侯力
主权项 一种欠驱动吊车自适应消摆定位控制方法,其特征在于该方法包括:第1、确定控制目标与约束选择台车的初始位置为<img file="dest_path_image002.GIF" wi="17" he="25" />,目标位置为<img file="dest_path_image004.GIF" wi="21" he="26" />,运送距离为<img file="dest_path_image006.GIF" wi="80" he="26" />,满足<img file="dest_path_image008.GIF" wi="205" he="42" />轨道长度约束为<img file="dest_path_image010.GIF" wi="17" he="18" />,即在控制过程中,保证<img file="dest_path_image012.GIF" wi="96" he="22" />,其中,<img file="dest_path_image014.GIF" wi="30" he="22" />表示台车位移;<img file="dest_path_image016.GIF" wi="10" he="17" />表示时间,变量后面<img file="dest_path_image018.GIF" wi="22" he="22" />表示该变量为关于时间<img file="296353dest_path_image016.GIF" wi="10" he="17" />的函数;为简明起见,略去大多数变量后面的<img file="400444dest_path_image018.GIF" wi="22" he="22" />;第2、定义误差信号、参数向量与可测向量定义台车定位误差<img file="dest_path_image020.GIF" wi="36" he="24" />与负载摆角误差<img file="dest_path_image022.GIF" wi="37" he="24" />分别为<img file="dest_path_image024.GIF" wi="196" he="41" />(7)其中,<img file="304815dest_path_image014.GIF" wi="30" he="22" />表示台车位移,<img file="dest_path_image026.GIF" wi="32" he="22" />表示负载摆角,<img file="dest_path_image028.GIF" wi="26" he="41" />表示目标位置;定义未知参数向量<img file="dest_path_image030.GIF" wi="142" he="34" />和可测向量<img file="dest_path_image032.GIF" wi="136" he="34" />,其中,<img file="dest_path_image034.GIF" wi="81" he="24" />的定义分别如下:<img file="dest_path_image036.GIF" wi="348" he="129" />其中,<img file="dest_path_image038.GIF" wi="16" he="14" />表示正的控制增益,<img file="dest_path_image040.GIF" wi="28" he="22" />分别表示台车位移与台车速度,<img file="dest_path_image042.GIF" wi="30" he="25" />表示负载摆角与角速度,<img file="dest_path_image044.GIF" wi="34" he="20" />表示双曲正切函数,<img file="dest_path_image046.GIF" wi="62" he="24" />为摩擦力参数,<img file="dest_path_image048.GIF" wi="16" he="20" />为阻力参数,<img file="dest_path_image050.GIF" wi="48" he="22" />分别表示负载质量、吊绳长度以及重力加速度;第3、控制律确定设计自适应消摆定位控制律<img file="dest_path_image052.GIF" wi="34" he="22" />如下:<img file="dest_path_image054.GIF" wi="446" he="58" />(11)其中,<img file="dest_path_image056.GIF" wi="106" he="26" />是正的控制增益,<img file="dest_path_image058.GIF" wi="33" he="24" />表示<img file="dest_path_image060.GIF" wi="17" he="16" />的在线估计,其更新律<img file="dest_path_image062.GIF" wi="33" he="26" />为<img file="dest_path_image064.GIF" wi="62" he="26" />(12)其中,<img file="dest_path_image066.GIF" wi="237" he="26" />表示正定对角更新增益矩阵,满足<img file="dest_path_image068.GIF" wi="128" he="24" />,<img file="dest_path_image070.GIF" wi="17" he="24" />表示正定对角更新增益矩阵<img file="dest_path_image072.GIF" wi="16" he="17" />中对角线上的第<img file="dest_path_image074.GIF" wi="10" he="18" />个元素;第4、控制方法实现利用吊车上安装的传感器,实时测量台车位移<img file="702954dest_path_image014.GIF" wi="30" he="22" />,台车速度<img file="dest_path_image076.GIF" wi="30" he="22" />,负载摆角<img file="455009dest_path_image026.GIF" wi="32" he="22" />,摆角速度<img file="dest_path_image078.GIF" wi="32" he="25" />,利用式(11)与(12),计算得到控制信号,用来控制电机输出相应的作用力,实现对欠驱动吊车系统的防摆定位控制。
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