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基于自抗扰控制技术的吊车控制研究

点击数: 更新时间:2016-12-22 16:32:11

 

桥式吊车系统是非线性、强耦合、欠驱动系统,控制难度大,它要求在快速将货物运送到指定位置的同时,尽量减小负载的摆角,同时使系统能够抵抗风力、摩擦力的扰动;其控制的另一难点在于系统在使用过程中绳长与负载质量会改变,即模型变参数。本文首先将吊车系统作为被控对象进行建模,建立了包括扰动因素在内的完整模型。对现有吊车控制系统常用的输入整形(Input Shaping)方法进行研究,得出其消摆实质是引入前馈抵消振荡极点的结论,由此提出一种具有零极点对消环节的PID控制器并将两种方案进行对比分析。根据被控对象的特点,提出负载位置反馈控制方案和台车位置反馈控制方案,针对负载位置反馈方案设计了四阶自抗扰控制器,考虑到实验平台采样时间的限制,四阶自抗扰平台实验难以实现,从而将高次项作为扰动,设计了更易实现的增大0b的二阶自抗扰控制器,针对台车位置反馈方案设计了二阶自抗扰控制器,完成仿真实验,结果表明台车位置反馈自抗扰控制更为优异,将该方案与输入整形方案进行对比分析。最后,设计了桥式吊车的原理实验系统,其中采用工业相机与OpenCV方法结合设计完成了吊车摆角测量装置,测量频率可达50帧/s以上,桥式吊车的实验测试结果表明,自抗扰控制器在该类系统中具有控制优势。

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