起重机吊重系统降维观测器设计与仿真.pdf

《起重机吊重系统降维观测器设计与仿真.pdf》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29卷第11期计算机仿真2012年11月文章编号：1006—9348(2012)11—0404—04起重机吊重系统降维观测器设计与仿真曾少航，赵雁，钟斌(武警工程大学，陕西西安710086)摘要：研究起重机吊重系统稳定性控制问题，由于吊重过程产生摆动，起重机吊重系统防摇控制技术中的摆角和摆角速度信息难以准确测量，影响吊重的安全眭。为此提出设计了起重机吊重系统降维状态观测器，给出了状态观测器的结构和增益矩阵，实现对摆角和摆角速度的状态信息重构。观测器目E够分别在3．5s和1s内估计出系统的摆角和角速度，而且有较强的鲁棒性，实现防摇控制。由于观测器增益参

2、数对观测器极点变化具有不同程度的敏感性，极点越大，收敛速度越快，观测时间越短。但是极点过大也会导致误差出现急剧峰值，不利于防摇实现。仿真结果表明．合理选择极点和设计降维观测器结构能够很好实现状态信息的软测量控制问题。关键词：起重机吊重系统；降维状态观测器；状态估计：增益中图分类号：TP391．9文献标识码：BDesignandSimulationonReduce—·OrderStateObserverforCraneLoadSystemZENGShao—hang，ZHAOYah，ZHONGBin(EngineeringUniversityofCAPF，

3、Xi’anShanxi710086，China)ABSTRACT：Researchthestabilitycontrolproblemofcraneloadsystems．Becauseoftheswayproducedbytheloadduringtheoperatingprocess，theangleandangularvelocityinformationoftheanti—swingtechnologyforthecloneloadsystemaredifficulttobemeasuredaccuratelyandaffectloadings

4、ecurity．Therefore，thepaperputforwardanddesignedthereduced-orderstateobserverforthecraneloadsystem，gavethestructureofthestateobserverandthecalculationmethodofthegainmatrix，andrealizedthereconstructionofangleandangularvelocityinformation．Theobservercanestimatethecraneangleandangul

5、arvelocityinformationin3．5secondsand1secondrespectivelywithstrongrobustness，andrealizetheanti—swingcontr01．Becausetheobserver’Sgainparametershaveadifferentdegreeofsensitivitytopolevaluechange，thebiggerthepolevaluemeans，thefastertheconvergencespeedandtheshorterestimatetime．Howeve

6、r，theexcessivebigpolecanalsoleadtoasharppeakvalueoferrorswhichgoagainstanti—swingimplementation．ThesimulationresultsshowthatreasonablychoosingpolevalueanddesigningtheobserverstructureCanwellrealizetheindirectmeasurementofthestateinformation．KEYWOliDS：Crane10adsystem；Reduce—order

7、stateobserver；Stateestimate；Gainl引言在起重机工作过程中，如何运用防摇控制技术¨。o来实现控制吊重摆动、快速装卸和安全作业成为控制领域学者研究的一个热点。要实现起重机防摇控制的关键是获得起重机任意时刻的小车位置与速度、吊重摆角与角速度等状态信息反馈给系统。以往这些状态信息几乎都是由安装传感器获得，不但价格昂贵，而且有些状态变量不一定可测。针对这一问题，文献[4]采用摄像法进行了摆角测量的实验研究，基金项目：国家自然科学基金项目(51005246)收稿日期：2012—01—17—-——404．-——文献[5]探讨过绳长法测

8、量，但是摄像法和绳长法在工程中难以得到应用；文献[6]针对工程实际中摆角和摆角角速度难以测量的