港口橋式起重機(jī)精確定位及防擺控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、港口橋式起重機(jī)作為一種運(yùn)載工具，廣泛運(yùn)用于港口裝卸貨物。由于起重機(jī)自身結(jié)構(gòu)的原因，負(fù)載不可避免地產(chǎn)生位移偏差和吊重?cái)[動(dòng)。目前一般采用手動(dòng)和消極的定位消擺方法，自動(dòng)控制方案還不是很成熟。針對(duì)這種現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了起重機(jī)主動(dòng)定位防擺控制系統(tǒng)，根據(jù)不同的控制算法設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器，對(duì)起重機(jī)快速、安全的運(yùn)行具有重要意義。
　　根據(jù)某港口的裝運(yùn)工藝，分析研究橋式起重機(jī)在整個(gè)過程的運(yùn)動(dòng)特性;根據(jù)機(jī)理建模的方法，采用拉格朗日方程建立了三維橋式起重

2、機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，并在合理的范圍內(nèi)對(duì)起重機(jī)系統(tǒng)模型的非線性方程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，得到橋式起重機(jī)系統(tǒng)的線性模型;分析得到三維橋式起重機(jī)在x方向上和y方向上的移動(dòng)具有獨(dú)立性和等同效應(yīng)，對(duì)三維動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，得到二維動(dòng)力學(xué)模型。
　　根據(jù)起重機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和控制目標(biāo)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的傳統(tǒng)PID控制器，并采用臨界比例度法整定和優(yōu)化控制器參數(shù);同時(shí)在Matlab軟件中對(duì)該控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明，控制性能基本滿足現(xiàn)場(chǎng)的控制要求，但對(duì)負(fù)載參數(shù)

3、變化比較敏感、擺角較大，尤其在遇到暴風(fēng)雨等外界干擾時(shí)，超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間明顯增加。因此，傳統(tǒng)PID控制在起重機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用，具有一定的局限性。
　　港口橋式起重機(jī)是集非線性、時(shí)變性、不確定性及強(qiáng)耦合性為一體的復(fù)雜系統(tǒng)。為改進(jìn)傳統(tǒng)PID控制應(yīng)用在起重機(jī)系統(tǒng)上動(dòng)態(tài)特性差、抗擾性能弱的問題，本文利用模糊PID控制算法不依賴精確數(shù)學(xué)模型的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)港口橋式起重機(jī)的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)操作工作人員的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)場(chǎng)工作工況的模糊規(guī)則，以實(shí)時(shí)整定