基于两种控制算法的三维桥式吊车系统研究

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三维桥式吊车作为重要的一种运载工具,广泛用于港口、建筑工地等工业场所,设计其自动控制系统对提高生产效率和生产安全具有重要意义。另外,三维吊车系统是-种典型的欠驱动系统,研究其控制问题同样具有重要的理论意义,并且研究成果可以拓展到一类欠驱动系统的控制应用中。本文研究了三维桥式吊车系统的定位控制和防摆控制,主要工作分为以下几个部分:1.详细研究了三维吊车的实际物理模型,并借鉴了国内外对于吊车系统建模的研究成果,采用拉格朗日方法,建立了三维吊车的非线性动力学模型,在平衡点线性化得到线性化模型。2.由于滑模控制具有强鲁棒性的优点,本文采用滑模控制方法来设计吊车的控制器,但普通滑模存在抖振问题,因此采用动态滑模法来减弱抖振。本文设计了动态滑模控制器,并进行了Simulink仿真和虚拟现实仿真,验证了该算法的可行性。3.设计了变论域自适应模糊控制器,并进行了Simulink仿真,仿真结果表明,该控制器使得吊车快速准确的定位,并且将摆角控制的很小,而且无超调,并具有良好的鲁棒性能。4.用C程序实现了动态滑模控制算法(DSMC)和变论域自适应模糊控制算法(VUAFC),在VC环境下开发了吊车的实时控制程序,实现了三维吊车的实物控制,控制曲线表明,在整体控制性能上,VUAFC明显优于DSMC。最后,对工作进行总结,并提出展望。
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