港口橋式起重機精確定位及防擺控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、港口橋式起重機作為一種運載工具，廣泛運用于港口裝卸貨物。由于起重機自身結構的原因，負載不可避免地產生位移偏差和吊重擺動。目前一般采用手動和消極的定位消擺方法，自動控制方案還不是很成熟。針對這種現(xiàn)狀，本文設計了起重機主動定位防擺控制系統(tǒng)，根據(jù)不同的控制算法設計了相應的控制器，對起重機快速、安全的運行具有重要意義。
　　根據(jù)某港口的裝運工藝，分析研究橋式起重機在整個過程的運動特性;根據(jù)機理建模的方法，采用拉格朗日方程建立了三維橋式起重

2、機系統(tǒng)的動力學模型，并在合理的范圍內對起重機系統(tǒng)模型的非線性方程進行了簡化，得到橋式起重機系統(tǒng)的線性模型;分析得到三維橋式起重機在x方向上和y方向上的移動具有獨立性和等同效應，對三維動力學模型進行簡化，得到二維動力學模型。
　　根據(jù)起重機系統(tǒng)數(shù)學模型和控制目標，設計相應的傳統(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);同時在Matlab軟件中對該控制系統(tǒng)進行仿真，仿真結果表明，控制性能基本滿足現(xiàn)場的控制要求，但對負載參數(shù)

3、變化比較敏感、擺角較大，尤其在遇到暴風雨等外界干擾時，超調量和調節(jié)時間明顯增加。因此，傳統(tǒng)PID控制在起重機系統(tǒng)中的應用，具有一定的局限性。
　　港口橋式起重機是集非線性、時變性、不確定性及強耦合性為一體的復雜系統(tǒng)。為改進傳統(tǒng)PID控制應用在起重機系統(tǒng)上動態(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)學模型的優(yōu)點，根據(jù)港口橋式起重機的特點，結合現(xiàn)場操作工作人員的經(jīng)驗，設計出符合現(xiàn)場工作工況的模糊規(guī)則，以實時整定