基于自适应迭代学习控制的工作艇收放装置主动减摆策略研究.pdf

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1、AcademicResearch技术交流基于自适应迭代学习控制的工作艇收放装置主动减摆策略研究12高云剑，史洪宇（1.海装上海局综合计划处，上海201210；2.哈尔滨工程大学，黑龙江哈尔滨150001）摘要：工作艇收放装置主要用于完成快速、安全地将舰船上的小艇及人员移至水面，或安全回收工作艇至舰船上等海上任务。针对这一典型的欠驱动机械系统，采用拉格朗日方程的方法建立其动力学模型。根据舰船在海上的实际运动情况，对系统的二维动力学模型进行描述，分析小艇摇摆的二维平面摆角，研究其在船体运动影响下的变化情况。然后在上述非线性动力学模型的基础上，针对系统的摆动部分，为其设计

2、自适应迭代控制闭环控制器，达到消摆的目的。最后，仿真结果证明了此控制方法的有效性。关键词：工作艇收放装置；动力学模型；拉格朗日方程；部分反馈线性化；自适应迭代学习控制中图分类号：TV22文献标志码：ADOI：10.16443/j.cnki.31-1420.2015.03.011ResearchonActivePendulationControlofDavitforWorkingBoatBasedonAdaptiveIterativeLearningControlMethod12GAOYun-jian,SHIHong-yu(1.MilitaryAgent'sRoomo

3、fNavalArmamentsDepartmentStationedinShanghai,Shanghai201210,China;2.HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Thedavitinstalledontheshipismainlyusedforimprovingthesecurityandefficiencyofoffshoreoperationsduringtheprocessoffoldingandunfoldingaworkingboat.BasedonLagrangeequ

4、ations,adynamicmodelisderivedfortypicalunderactuatedmechanicaldavitsystem.Accordingtotheactualmovementsoftheship,two-dimensionalmodelofthesystemisdescribedindetailtoanalyzetheswingangleoftheboat,whichischangedwiththemovementsofship.Then,basedonthisnonlineardynamicmodel,aclosed-loopcont

5、rollerisdesignedtoreduceswingangleandimprovetheworkingefficiency.Finally,thesimulationresultscanverifytheeffectivenessofthecontrolmethod.Keywords:davit;dynamicmodel;Lagrangeequations;partialfeedbacklinearization;adaptiveiterativelearningcontrol作者简介：高云剑（1973-），男，工程师，工学硕士，导航制导与控制专业。51机电设

6、备2015/30引言动角，这是本文的研究重点。最后，对整个模型进行工作艇收放装置广泛应用于各类水面舰船上，主了数字仿真实验研究并进行总结，由仿真结果验证该要用于收放海上作业艇或救生艇。由于风、浪、流等控制方法的有效性。海上各类复杂环境因素的影响，安装于舰船一侧的工作艇在其收放过程中不可避免的要呈现“摆动”运动，1工作艇收放装置的动力学建模这就成为了影响海上作业快速性及安全性的关键因收放装置起吊点与小艇采用柔性钢绳联结，故存素。当艇的摆动幅度过大时，极有可能造成船用设备在惯性。忽略风载等外界干扰的情况下，艇的摇摆可损坏或工作人员伤亡等一系列严重后果。为解决这一以看作以

7、吊点为中心，以起升绳长为半径做球冠面运问题，提出一套有效的、适合当前海况的减摆策略十动。由于船舶横摇、纵摇对摆动的影响类似，可将绳分必要。索在三维空间的二自由度摆角看作横、纵摇平面内的工作艇收放装置属于船用起重机的一种，其运动单摆运动的复合运动，这里仅取横摇平面内的运动进较车间、码头等工业场所的吊车更复杂，自由度更多，行研究，基于此，建立摆角的二维动力学模型。所以减摆控制策略的研究方面也需要考虑更多的影响1.1二维动力学模型坐标系的建立因素。目前，国内外关于船上吊车的研究较少，大多研究二维模型，须定义小艇在惯性空间的位置。数研究是把负载的摆动当成吊车动力学中的非