刘通桥式吊车防摆控制器设计

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1、WORD格式整理版吉林化工学院毕业设计说明书桥式吊车防摆控制器设计Anti-swingcontrollerdesignofoverheadcrane学生学号：05510113学生姓名：刘通专业班级：自动0501指导教师：高兴泉职称：副教授起止日期：2009.2.23～2009.6.12吉林化工学院JilinInstituteofChemicalTechnology学习参考好帮手WORD格式整理版摘要吊物的摆动是影响吊车装卸效率的主要原因。电子防摇作为一种主动防摇方式，它将减摇和运行控制结合起来考虑，不依赖于司机的操作经验，可

2、以有效的提高吊车的装卸效率，减轻司机的工作强度，是实现港口、厂矿装卸自动化的趋势。本文首先建立了桥式吊车运动系统的数学模型，并用MATLAB/Simulink搭建了系统的仿真实验模型，设计了双闭环PID控制器来实现吊车系统的防摆和定位控制。针对常规PID控制器很难满足桥式吊车这类控制参数变化很大的复杂系统对控制精度的要求，设计了非线性PID控制器（即PID参数随误差的变化而变化），该控制方案可以消除系统静差，缩短系统响应时间，抗干扰能力较强。运用增量型PID控制算法对PID控制策略进行了数字实现。最后，基于吊车系统的线性化模

3、型设计了状态反馈控制器，控制器增益由LQR方法得到，仿真结果表明，该方法的控制效果也是令人满意的。关键词：桥式吊车；防摆；非线性PID；增量型PID；LQR学习参考好帮手WORD格式整理版AbstractGenerallyspeaking,theloadingefficiencyofcraneismainlyinfluencedbyswingofhangingobjects.Asanactivemethodforavoidingswing,electronicanti-swingisnotdependentonthedriv

4、er’sexperienceandcancombineswing-decreasingwithmovement-controltoimprovetheefficiencyofcrane,andlightentheintensityofdrivers.Therefore,itwillbeusedwidelyforloadingofportandfactory.Inthisthesis,themathematicalmodeloftheoverheadcranemotionsystemisestablishedandthesim

5、ulationmodelisalsobuiltwithMATLAB/Simulink.Thetwoclosed-loopPIDcontrollerisdesignedtoachievethecontrolofanti-swingandorientation.ComparingwiththecontrollingresultsofusingconventionalPIDalgorithmasacontrollerondifferentdisturbanceconditions,wecanfindthatitisdifficul

6、ttomeettheaccuracyrequirementsofthepracticaloperationofcranesystemwhichhaseasilyvariablecontrolparametersintheprocessofrunning.SowedesignthenonlinearPIDwhosevariableparameterschangewitherror.Theresultsofsimulationindicatethatthesteady-stateerrorcanbeeliminated,andt

7、heresponsetimeofsystemcanbeshortened,inaddition,thedisturbancerejectionabilityofsystemcanbestrengthened.Then,wecomplishthedigitalrealizationofPIDcontrolstrategywithincrementPIDcontrolalgorithm.Atlast,thestatefeedbackcontrollerisdesignedbasedonlinearizedmodelofcrane

8、systemandthecontrollergaincanbeobtainedbytheLQRmethod.Theresultsofsimulationshowthatthecontrolstrategyisalsosatisfactory.KeyWords：Overheadcrane；A