起重机防摇摆模糊自适应PID控制的仿真.pdf

《起重机防摇摆模糊自适应PID控制的仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第29卷第5期后勤工程学院学报Vo1．29No．52013年9月JOURNAL0FLOGISTICALENGINEERINGUNIVERSITYSep．2013文章编号：1672—7843(2013)05—0084—06起重机防摇摆模糊自适应PID控制的仿真何航，宛西原(后勤工程学院后勤信息与军事物流工程系，重庆401311)摘要起重机起吊过程中，由于绳索摇摆，使吊物位置变化复杂，线路变化非线性，吊物位置不确定；而采用常规定参数PID控制难以解决货物位置控制问题，无法对起重机的位置和摆角进行精确控制。针对这些问题，采用拉格朗日能量法建

2、立起重机起吊系统模型，提出一种基于模糊自适应PID控制的起重机起吊控制方法，结合模糊控制理论对PID参数进行自适应整定。仿真结果表明，与传统定参数PID控制相比，模糊自适应PID控制具有良好的适应性和鲁棒性，可提高起重机起吊系统的动态性能。关键词非线性控制系统；模糊控制；参数自适应控制；PID控制中图分类号：TP391．9文献标志码：ASimulationonAnti-swingforCraneBasedonFuzzyAdaptivePIDControlHeHang，WanXi—yuan(Dept．ofLogisticsInforma

3、tion&LogisticsEngineering，LEU，Chongqing401311，China)AbstractIntheprocessoftheliftingofthecrane，theproportional—integral—derivation(PID)controlaloneisimpossibletodealwiththecomplex，non—linear，uncertainpostitionofthecrane．Asaresncl，itisunabletoadjustpreciselytheoscillatio

4、nangleduringthelifting．Inordertosolvetheproblemsmentioned．IbroughtupamethodcalledfuzzyadaptivePIDcontrolandbuiltamod—elsystemfortheprocessofthehoistingofthecrane．WhichisbasedonLagrangeenergymethodandcombinesthesettingbetweenthefuzzycontroltheoryandPIDadaptiveparameter．S

5、imulationresultsshowthatcomparedwiththeconventionalPIDcontrol，fuzzyPIDadaptivecontrolisratherflexibleandrobustanditimprovesthedynamicpropertyofthecranesystem．Keywordsnon—linearcontrolsystem；fuzzycontrol；parameteradaptivecontrol；PIDcontrol起重机在起吊过程中，经常会遇到绳索摇摆问题，由此带来很多安全隐患

6、，如造成吊物与车体碰撞，损坏吊物，或吊物与相关人员碰撞n。所以，起重机起吊系统一般需要加装防摇装置。起吊过程中，由于绳索摇摆，使吊物位置变化复杂，线路变化非线性，吊物位置不确定等。这些问题都是防摇摆装置需解决的关键问题。因此，需要设计一个合理的防摇摆控制系统，使吊物准确迅速地停在指定位置，减少吊装过程对操作者操作技术的依赖。PID控制已经广泛应用于工业控制的各个方面，具有性能稳定、可靠性高等优点，但也存在控制参数难以整定且参数具有非线性、鲁棒性差、需要建立精确数学模型等缺点。模糊控制是一种基于规则的控制，直接采用语言型控制规则，并结合

7、现场操作人员的控制经验或相关专家的知识鹕；在设计中不需要建立受控对象的精确数学模型，因而控制机理和控制策略易于为人接受和理解。本文通过对起重机吊装控收稿日期：2013—05—16作者简介：何航，男，硕士生，主要从事计算机模拟仿真研究。第5期何航等起重机防摇摆模糊自适应PlD控制的仿真85制过程建模与分析，将常规PID控制与模糊控制相结合，使控制过程中的PID参数实现自适应整定，从而提高起重机起吊系统的适应能力。1起重机起吊系统模型由于起重机在吊装过程中最常出现吊臂在二维平面内将吊物水平移动到指定地点的情况，所以将起重机起吊系统模型简化

8、为图l所示的情况。图中，为小车质量，m为吊物质量，f为吊绳长度，F为牵引力，为摩擦力，厂=，为水平方向的位移，0为吊物与竖直方向的夹角即摆角。朋，一r一1一，ld一Ifr一，／，／'，／r／一，／由Im图1起重机起吊系统