船上回轉(zhuǎn)式吊車(chē)的防擺控制研究.pdf

1、隨著21世紀(jì)能源需求的日益增長(zhǎng),海洋已然成為了能源戰(zhàn)略的焦點(diǎn),世界各國(guó)紛紛加大了對(duì)海洋資源的開(kāi)發(fā)力度,使得船上吊車(chē)在海洋工程建設(shè)的方興未艾中得到了飛速發(fā)展,與此同時(shí)船上吊車(chē)在大型集裝箱船只的海面分配與裝卸和軍事艦艇的物料補(bǔ)給等方面都發(fā)揮著舉足輕重的作用,但是工作中負(fù)載的擺動(dòng)成為了系統(tǒng)安全高效運(yùn)行的瓶頸。因此,對(duì)船上吊車(chē)實(shí)施有效的防擺控制不但可以提高生產(chǎn)效率,帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)利益,同時(shí)在軍事戰(zhàn)略上也將取得優(yōu)勢(shì)。本課題即以此為背景,對(duì)船上吊車(chē)

2、的防擺控制進(jìn)行研究。首先根據(jù)回轉(zhuǎn)式挺桿船上吊車(chē)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),抽象出了其簡(jiǎn)化物理模型,利用分析力學(xué)中的拉格朗日方程及其分析方法建立了船上吊車(chē)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)其正確性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。鑒于系統(tǒng)定位運(yùn)動(dòng)對(duì)負(fù)載擺動(dòng)造成的影響,應(yīng)用輸入整形的原理結(jié)合最優(yōu)控制算法設(shè)計(jì)了系統(tǒng)定擺長(zhǎng)工作時(shí)的最優(yōu)輸入整形器;然后根據(jù)輸入整形器的靈敏度曲線,采用矢量圖的方法設(shè)計(jì)了系統(tǒng)變擺長(zhǎng)工作時(shí)的3峰高魯棒性輸入整形器。數(shù)字仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的控制器有效的實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)定

3、位后負(fù)載的零殘余擺動(dòng)?？紤]到在系統(tǒng)工作時(shí)海浪間接造成的負(fù)載擺動(dòng),借鑒了土木工程中的AMD系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種新穎的主動(dòng)吊鉤,在其最優(yōu)參數(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)選取最佳的加權(quán)函數(shù),基于混合靈敏度設(shè)計(jì)了吊鉤系統(tǒng)的H_∞主動(dòng)控制器;并針對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變化采用二次穩(wěn)定的理論對(duì)主動(dòng)控制器進(jìn)行了改進(jìn),通過(guò)數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制器抑制海浪對(duì)負(fù)載擺動(dòng)影響的有效性。為了更加生動(dòng)和有效的驗(yàn)證船上吊車(chē)系統(tǒng)防擺控制器的性能,本文最后通過(guò)虛擬樣機(jī)技術(shù),建立了MATLAB和ADAM