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《欠驱动三维桥式吊车系统自适应跟踪控制器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第36卷第9期自动化学报Vol.36,No.92010年9月ACTAAUTOMATICASINICASeptember,2010欠驱动三维桥式吊车系统自适应跟踪控制器设计孙宁1方勇纯1王鹏程1张雪波1摘要针对三维桥式吊车系统的欠驱动特性,设计了一种目标轨迹自适应跟踪控制器.相比其他常规的三维桥式吊车控制器,它不需要对吊车模型进行任何近似解耦或线性化处理,并且考虑了系统所受的摩擦力与空气阻力等干扰.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,它依然能实现对台车的精确定位与负载摆动的有效抑制.对于闭环
2、系统的稳定性,文中通过Lyapunov方法和芭芭拉定理对其进行了理论分析,随后的实验结果也表明了这种自适应跟踪控制器良好的控制性能和对不确定性因素的适应性.关键词桥式吊车,自适应跟踪控制,不确定性,摆动抑制DOI10.3724/SP.J.1004.2010.01287AdaptiveTrajectoryTrackingControlofUnderactuated3-dimensionalOverheadCraneSystems1111SUNNingFANGYong-ChunWANGPeng-ChengZHAN
3、GXue-BoAbstractInthispaper,anadaptivetrajectorytrackingcontrollerisproposedfor3-dimensional(3D)underactuatedoverheadcranes.Consideringsystemfrictionsandairresistances,thiscontrollerisputforwardwithoutapproximatelydecouplingorlinearizingthecomplicatednonline
4、armodelof3Doverheadcranes.Theproposedcontrollercanaccuratelypositionthetrolleyaswellassuppressthepayloadswingeveninthepresenceofuncertaintiesofsystemparameters.0Thestabilityoftheclosed-loopsystemisprovedbyLyapunovtechniquesandBarbalatslemma.Subsequentexperi
5、mentresultsalsodemonstratethatthedesignedcontrollercanachieveasuperiorperformanceforunderactuated3Doverheadcranes.KeywordsOverheadcrane,adaptivetrackingcontrol,uncertainties,suppressionofswing欠驱动系统是一类独立控制量数目少于系统自制方法和自适应模糊控制方法实现了台车的快速定由度的系统.由于省去了部分驱动器,欠驱动系统有
6、位与负载摆动的有效抑制,同时也提高了系统的鲁着结构简单、能耗小、造价低、重量轻和系统灵活棒性;马博军等[4]设计了一种基于耗散理论的自适度大等优势;但是,由于系统的高度非线性和控制量应控制器,实现了对整个吊车系统的快速镇定控制;少等原因,给其控制带来了极大的挑战.桥式吊车系Khalid等[5]通过大量实验证实了输入整形是一种统是一种典型的欠驱动系统,由于它具有负载能力简单有效的减小负载摆动的方法.强、操作方便、运送效率高及占地资源少等优点,已上述研究都是针对二维桥式吊车系统进行的,被广泛地应用在港口、仓库、码
7、头、建筑工地以及重相比之下,三维桥式吊车系统包含更多的状态量,且工业车间等场合.长期以来,桥式吊车一般是靠有经各个状态之间相互耦合,非线性更强,因此其研究具验的工作人员进行操作,工人的疲劳与疏忽很可能有更大的挑战性.Moustafa等[6]使用拉格朗日法引发安全事故.为了提高桥式吊车系统的工作效率建立了三维桥式吊车系统的动力学模型,然后利用与安全性能,国内外许多学者对其进行了大量的研摄动原理将系统特性在平衡点附近展开,最终得到究:Fang等[1]利用基于能量的方法来增强台车与负了系统的状态空间模型,并为其设计
8、了线性反馈控载之间的动态耦合关系,实现了良好的吊车系统控制器;Cho等[7]把三维吊车模型进行线性化后,解制性能;王伟[2]和刘殿通等[3]分别采用分级滑模控耦成为X;Y方向上两个独立的二维吊车,并设计了一种模糊逻辑控制器实现了对负载摆动的快速抑收稿日期2010-02-01录用日期2010-04-14制;Fang等[8]针对定绳长的三维桥式吊车系统模ManuscriptreceivedFebruar
