基于输入整形策略的船上回转吊车防摆控制

为了解决船上吊车的防摆问题,实现负载快速准确的定位,建立了系统的空间三维数学模型,提出了基于输入整形的前馈开环消摆控制策略。对定摆长条件下系统控制输入设计了ZVD(Zero Vibration and Derivative)输入整形器;基于输入整形器灵敏度曲线,利用矢量求和的方法设计了对称3峰的EI(Extra Insensitive)输入整形器,解决了在绳长变化时吊车系统防摆的控制问题;指出了输入整形对海浪影响的抑制作用。仿真结果验证了输入整形对于船上吊车防摆控制的有效性。     

采用神经网络的双吊车自适应防摆控制

由于工业实践对运输能力提出了更高的要求, 双吊车的应用日益广泛. 然而其动力学模型非线性很强, 因此控制器结构十分复杂. 另一方面, 大型货物的摆动很难抑制, 这给双吊车的自动化带来了巨大的挑战. 为了处理以上问题, 首先, 采用神经网络准确地估计了系统的模型, 在此基础上提出了一种自适应防摆控制方法, 很好地实现了双吊车系统的防摆控制; 然后, 采用李雅普诺夫方法, 严格地证明了系统在平衡点的渐近稳定性; 最后, 通过大量的实验结果, 验证了该方法具有良好的性能.     

带有完整约束的双吊车系统输入整形控制

作为一种重要的物料运输工具,桥式吊车在各类工业场景中发挥着举足轻重的作用.然而随着负载体积/质量的增大,很多时候不得不使用两台吊车来协同运送负载.目前对于这类双吊车系统的防摆研究仍然较少.本文针对这一情况,率先提出了一种输入整形控制方法.具体来说,首先分析了双吊车系统中存在的完整约束,通过对系统模型的合理简化,在不失准确性的情况下获得了台车位移与负载姿态角之间的近似动力学关系.在此基础上,求取出系统真实的振荡周期并设计出了合适的输入整形器.该整形器能够在不影响台车定位的情况下,充分抑制负载的摆动,并且对系统参数不确定性具有良好的鲁棒性.仿真和实验结果也证明了这一点.     

欠驱动桥式吊车消摆跟踪控制

对于桥式吊车系统而言,其控制目标是将货物快速、精确、摆动尽可能小地运送到目标位置.为此,本文提出了一种新型的轨迹跟踪控制策略,可在保证负载快速平稳运送的同时,有效地抑制并消除整个过程中负载的摆动.具体而言,通过对吊车动力学模型进行一系列的变换,设计了一种新颖的跟踪控制器,并对闭环系统信号的有界性与收敛性进行了理论分析.与调节控制方法相比,本文方法可保证台车的平滑启动与运行;此外,本方法放宽了已有轨迹跟踪控制方法对参考轨迹的约束条件,更具实用性与一般性.实验结果表明,本文设计的控制器能取得优于已有方法的控制效果,并对外界干扰具有很强的鲁棒性.     

基于滑模方法的桥式吊车系统的抗摆控制

针对桥式吊车这类欠驱动系统，提出一种基于滑模控制的抗摆方法．该方法将系统状态分成两组。构造出一种双层滑动平面．结合桥式吊车系统数学模型的特点。求取了总的滑模控制量并进一步设计了控制器的参数．采用Lyapunov方法，从理论上证明了各级滑动平面的稳定性．仿真结果验证了该方法对于桥武吊车系统抗摆控制的有效性．     

基于输入整形的时滞系统最小拍控制

基于Ｎｙｑｕｉｓｔ准则,按照给定的相位稳定裕度设计ＰＩ控制器使一阶时滞对象稳定,然后引入输入整形控制器对输入进行整形,实现了一阶时滞对象的最小拍控制。在确定采用周期后,整个控制系统的设计尺需按相位稳定裕度的需求解析算出ＰＩ控制器的比例增益即可,设计简单,性能良好。仿真结果表明,该方法相当有效,实现的最小拍控制无纹波。     

基于吊车一双摆系统的可拓控制仿真研究

在现有的可拓控制器的结构及算法基础上提出了一种基于最优控制理论的改进的可拓控制算法(LQR-EC),并应用于吊车一双摆这一单入多出系统.借助MATLAB仿真平台对其控制效果进行仿真研究.结果表明,LQR-EC算法具有原理简单、响应快速稳定等特点.     

吊车防摆技术的研究

本文介绍了为消除吊车在吊运货物时引起的摆动进行的实验研究。实验方法都有各自的优缺点和所适用的场所、环境。证明了最优调节器防摆、模糊控制防摆和自适应防摆等都有良好的防摆效果。     

基于非线性PID的吊车防摆定位控制

针对桥式吊车水平运动系统是一个非线性、变参数、强耦合的对象，采用非线性PID控制器进行定位和防摆控制。仿真实验结果表明，系统具有良好的动态、静态特性和强的鲁棒性。     

基于LQR和变论域模糊控制的吊车防摆控制

针对吊车这类非线性欠驱动系统。提出一种基于LQR和变论域模糊控制的消摆控制方法．先将该系统分解为垂直运动和水平运动两个子系统;然后用变论域方法寻找最优反馈增益,从而解决了在绳长连续变化时,吊车系统的防摆优化控制问题．仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于逆系统方法的内模控制在吊车消摆运动中的应用

针对非线性、欠驱动的桥式吊车水平运动系统，先运用非线性逆系统方法将其转化为伪线性系统，然后按照线性系统理论设计内模控制器来控制吊车的水平定位．同时设计了一个角度反馈控制器来确保摆角迅速衰减．最后和常规PID、模糊控制做了比较．实验结果表明，本方案能保证定位无静差、摆角迅速衰减，同时具有良好的抗干扰能力和较强的鲁棒性，控制效果优于PID和模糊控制．     

基于免疫遗传算法优化的集装箱桥吊防摇控制

桥吊系统存在严重的非线性,如果采用常规的PID控制器很难对其有较好的控制效果.可以采用基于遗传算法优化模糊控制器的方法对其控制,但采用普通遗传算法优化模糊控制器具有收敛慢的缺点,因此,本文提出了基于免疫遗传算法优化模糊控制的方法.仿真结果表明该控制器对桥吊防摇有很好的控制效果.且这种控制方法对于参数未知,时变负载扰动大的系统具有很好的工程实践价值.     

起重机吊重防摇CAN控制系统智能节点设计

起重机吊重防摇控制主要采用吊重、小车、大车等运动状态信息反馈控制小车和大车电机及吊重起升电机的驱动．进而控制小车和大车的运动状态来达到防止和衰减吊重防摇的目的。考虑到CAN总线的使用特点、控制系统中传感器位置分散和起重机的工作特点，利用CAN总线构建防摇控制系统。用单片机PIC16F877设计了CAN总线智能节点，很好地解决了控制系统中硬件可能受到的干扰抑制问题，单片机控制CAN控制器由CAN驱动器经CAN总线发送和接收现场实时数据。CAN总线智能节点的设计是基于DSP的防摇控制系统设计的前期内容之一。     

基于最优控制的行车系统消摆控制

针对行车系统运动的特点,根据理论力学理论,采用拉格朗日方程建立了行车系统的动力学模型。该模型完整地描述了行车系统的水平方向、垂直方向与前后方向的三维运动以及由这些运动引起的负载摆动,并在该非线性模型基础上给出了近似条件下的行车系统的线性化模型。根据专家经验,借助最优控制理论,提出一种防摆控制方法。该方法将消摆和运行控制结合起来考虑,在运行过程中不需实时跟踪测量负载摆角、摆速,仅通过控制行车各阶段的运行时间或距离即可实现行车停车与负载消摆的同步控制。仿真结果表明该方法简单合理,易于工程实现。     

基于滑模控制的集装箱起重机防摇控制

针对集装箱起重机这类欠驱动系统,基于智能控制的方法,提出一种基于滑模控制的防摇方法。该方法先通过对集装箱起重机的数学模型进行线性化运算,然后设计2种滑模控制器,对线性简化的模型进行滑模控制,通过李雅普诺夫方法来证明所进行的滑模控制的有效性。通过Matlab的Simulink来搭建仿真模型,仿真模型的图形结果验证了该方法对于集装箱起重机系统防摇控制方面的有效性。     

脉冲输入下基于输入整形法的起重机防摇摆方法

起重机在工业生产中有着广泛的应用,在其装卸货物的过程中,吊重产生的摇摆,会影响码头的安全性及运输效率。所以提出了一种适合工业环境,成本最优,摆角回零时间最优的起重机防摇摆的方法。首先,建立了吊重的动力学模型,经过分析加速度输入和摆角输出后,提出了脉冲加速度输入下一族基于输入整形法的起重机防摇方法。在不同时刻,让不同幅值的脉冲响应进行叠加,当输入为二脉冲,三脉冲,四脉冲,......,n脉冲时,摆角输出能在1/2,2/3,3/4,......,(n-1)/n个系统震荡周期内回到零。最后,以MATLAB为仿真平台,对该方法进行仿真,仿真结果表明,此控制方法具有良好防摇的效果。     

Input Shaping of the Synchronous Generator for Reduction of Self‐induced Oscillations

This article suggests the application of input shaping for the elimination of electromechanical oscillations arising from changes in the operating point of the synchronous generator. Poorly damped poles are the cause of electromechanical oscillations of the synchronous generator. Various power system stabilizers (PSS) are now used to reduce the electromechanical oscillations. Input shaping is a feedforward control and therefore does not require the measurement of electrical and mechanical quantities of the synchronous generator unlike the PSS. It is possible to apply the input shaping for the excitation system of synchronous generators with or without PSS.