繩系系統(tǒng)的非線(xiàn)性最優(yōu)控制及其實(shí)驗(yàn).pdf

1、繩系系統(tǒng)在電力與通信、土木工程、航空航天等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。繩系吊裝系統(tǒng)為一典型的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，如何有效控制系統(tǒng)吊重?cái)[動(dòng)和精確定位成為繩系吊裝系統(tǒng)亟待解決的問(wèn)題。 本文應(yīng)用Lagrange方程建立了繩系吊裝系統(tǒng)的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型，采用矢量法輔助推導(dǎo)出塔式吊裝系統(tǒng)吊索的張力、變幅控制力和回轉(zhuǎn)控制力，并討論了繩系吊裝系統(tǒng)常見(jiàn)的工作狀態(tài)下的系統(tǒng)參數(shù)變化。研究了在工作時(shí)間未知情況下的繩系吊裝系統(tǒng)的非線(xiàn)性最優(yōu)控制問(wèn)題，基于Cheby

2、shev級(jí)數(shù)展開(kāi)對(duì)狀態(tài)約束和控制約束離散化，將高維繩系吊裝系統(tǒng)的非線(xiàn)性最優(yōu)控制轉(zhuǎn)化成典型的線(xiàn)性二次規(guī)劃問(wèn)題，通過(guò)數(shù)值模擬仿真獲得了系統(tǒng)狀態(tài)和控制變量的時(shí)間最優(yōu)歷程。數(shù)值仿真表明，該方法對(duì)于吊裝系統(tǒng)吊運(yùn)過(guò)程中擺角運(yùn)動(dòng)和準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)位置的控制具有良好的效果。 設(shè)計(jì)了門(mén)式吊裝系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)裝置。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了門(mén)式吊裝系統(tǒng)最優(yōu)控制的控制效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果基本吻合。