基于输入整形的起重机消摆控制研究进展.pdf

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1、·电气与自动化·任会礼，等·基于输入整形的起重机消摆控制研究进展基于输入整形的起重机消摆控制研究进展任会礼，付玲，梅志千，高常春，李向国，孙雷(1．中联重科股份有限公司建设机械关键技术国家重点实验室。湖南长沙410013；2．河海大学机电工程学院，江苏常州213022)摘要：起重机作业要求对加、减速命令进行输入整形设计以消除吊重摆角的残余振荡。输入整形方法与陷渡滤波有相似之处，分析了滤波器方法在起重机消摆控制中的应用及该方法的不足。对各种输入整形控制方法进行介绍，以摆角波动小于设计要求对应的系统

2、实际频率范围作为指标，对各种输入整形控制方法的摆角波动消摆鲁棒性进行了分析与比较。对输入整形控制方法在起重机中的应用进行综述。关键词：起重机；陷波滤波器；输入整形；鲁棒性中图分类号：TH21文献标志码：B文章编号：1671—5276(2013)05—0163-05SurveyofAnti·SwayControlofCranesBasedonInputShapingRENHui-li。，FULing，MEIZhi-qian，GAOChang-chun，LIXiang-guo，SUNLei(1．Zo

3、omlionHeavyIndustryScienceandTechnology∞．，LTD．，StateKeyLaboratoryofConstructionMachinery，Changsha410013，China；2．CollegeofMechanical&ElectricalEngineering，HohaiUniversity，Changzhou213022，China)Abstract：Acceleratinganddeceleratingcommandtrajectoriesreq

4、uirethattheinputshapingdesignisusedtocancelresidualswayofthepayloadaccordingtotherequirementofcraneoperation．Becausetheinputshapingissimilartothenotchfiltering，theapplica—tionanddrawbackofthefilteringintheanti·swaycontmlofthecranesareanalyzed．kindsof

5、inputshapingmethodsarepresented．Therobustnesstoanti-swayofthepayloadisstudiedandcomparedbytheseveralinput-shapingmethodswiththerangeofthesen—sitivitycurveatatolerableswaylevelastheperformancespecification．Theapplicationofinput-shapingmethodsinthecran

6、esissur-veyed．Keywords：crane；notchfilter；inputshaping；robustness一般来说海况等级达到3级时，由于吊重摆动幅度所引起0引言的危险性将导致海上作业的大型起重机械不得不停止作业。据统计，我国东海适合起重机械安全作业的时间仅占随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料总数的34％，而在国外，北海适合起重机械安全作业的时搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越间也不到总时间的一半。广，作用越来越大，它的运行性能将直接影响到整个生产

7、综上所述，在起重机的启动和制动过程中如何减小甚过程的效率与安全性。至消除吊重的摆动就成为该领域关注的重点问题。近些起重机由于吊重惯性与悬索构成的摆系统，在其运行年来发展出来的起重机消摆实用开环控制技术主要有：输过程中，尤其是在启动和制动阶段，吊重会产生摆动，其摆入指令滤波、输人指令整形控制等。动幅度与加减速度成一定的比例关系。因此效率要求越高的应用场合，吊重的摆动幅度也越大。目前起重机械自1输入指令滤波控制动化程度普遍不高，虽然国内外也有一些具有一定自动化程度的起重机械，但是由于起重机往往作业在

8、诸如船厂、众所周知，在吊重摆角较小的情况下，龙门吊、行车和机械加工车间和建筑工地等非结构化的环境，这就对现有桥吊等起重机吊重惯性与悬索可以简化为式(1)所示的的大多数吊重消摆技术实际应用带来困难，起重机作业更单摆动力学数学模型，多的还需要依靠司机经验，误差难于控制。在起重机械进行装卸作业时，平均有超过30％的时间浪费在起重机械+2+妒=一詈(1)的对位上。此外，对海上作业的大型起重机械来说，由于其中，o是起重机吊点即驱动小车的加速度，妒为吊重的起重量大，运行速度快以及受风浪的作用，吊重摆动问题更