悬吊物防摆控制装置的研究

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1、密级无分类号ＴＰ２９ＩＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＸ硕士学位论文题目：悬吊物防摆控制装置的研究作者：薛绍凡指导教师：秦刚教授申请学位学科：控制理论与控制工程２０１８年５月２０日密级无分类号TP29XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY硕士学位论文题目:悬吊物防摆控制装置的研究作者：薛绍凡指导教师：秦刚教授申请学位学科：控制理论与控制工程2018年05月20日悬吊物防摆控制装置的研究学科：控制理论与控制工程研

2、究生签字：指导教师签字：摘要起重机作为大型货物吊运、物流转运的重要载重设备，其运输效率直接影响工程的施工效率以及物流转运等行业的发展。然而，多数起重机采用钢丝绳进行货物吊运时，在其启停、上升、回转过程中，不可避免引起悬吊物的摆动。由于摆动问题导致起重机施工效率降低，严重时还会引发安全事故造成损失。本文主要针对起重机吊运小车进行防摆控制系统的研究。本文研究从实际对象出发，针对当前施工工地的现状，研究一套满足安全施工、高效运行的起重机驾驶辅助系统。本文针对起重机悬吊物的摆动问题，研究起重机防摇摆与快速定位的

3、解决方案。文中重点通过分析论证，采用Lagrange建模方法进行起重机动力学模型的构建并运用Matlab进行仿真，详细地阐述了本文总体方案采用的理论原理及其推导验证过程，搭建物理实验平台。其次，依据系统功能要求对关键传感器和其他主要器件进行选型分析，以飞思卡尔MC9S12系列单片机为核心完成了系统硬件电路的设计，并分析了硬件设计过程中可能存在的各类影响因素及其应对措施。然后结合互补滤波、Kalman滤波、基于欧拉角的姿态解算等算法进行软件编程。最终采用基于角度反馈的闭环控制方式驱动小车运行实现起重机悬吊

4、物的防摆控制。经研究表明，本文研究的悬吊物防摆控制方案实现了悬吊物防摆的自动化控制。使起重机悬吊物在作业过程中产生的摆动得到有效控制，同时完成起重机小车运行的准确定位，实现了起重机的高效运行。关键字：起重机；建模；防摆控制；滤波；角度反馈ResearchOnAnti-swingControlDeviceOfSuspendedMaterialDiscipline:ControlTheoryandControlEngineeringStudentSignature:SupervisorSignature:A

5、bstractCraneisanimportantloadingequipmentforlargecargohoistingandlogisticstransshipment.Itstransportefficiencydirectlyaffectstheefficiencyofengineeringconstructionandthedevelopmentoflogisticsandtransportationindustries.However,whenmostcranesarehoistedbyw

6、irerope,itwillinevitablycausetheswingingofsuspendedobjectsintheprocessofstartingandstopping,risingandturning.Becauseoftheswingproblem,theconstructionefficiencyofthecraneisreduced,andtheseriousaccidentwillcausetheloss.Thispapermainlyfocusesonthestudyofant

7、i-pendulumcontrolsystemforcranecarriage.Inthispaper,startingfromtheactualobject,aimingatthecurrentstatusofconstructionsite,westudyasetofcranedrivingauxiliarysystemtomeetthesafetyandefficientoperation.Inthispaper,thesolutionofthecranewobblepreventionandra

8、pidpositioningisstudiedinviewoftheswingingofthecranesuspendedobjects.Thispaperfocusesontheanalysisanddemonstration.TheLagrangemodelingmethodisusedtobuildthecranedynamicsmodelandsimulatebyMatlab.Thetheoreticalprincipleandth