带有状态约束的双摆效应吊车轨迹规划

摘要：

对于欠驱动吊车而言,已有方法大都将负载摆动视为单摆进行处理.然而当吊钩质量相比负载质量不可忽略县负载体积较大时,负载会绕吊钩产生第二级摆动,出现双摆效应,使系统的摆动特性更为复杂,欠驱动度更高,其控制更具挑战性;此外,现有方法均无法保证系统的暂态控制性能.针对这些问题,本文提出了一种基于轨迹规划的消摆定位控制方法.具体而言,本方法所规划的台车轨迹具有解析表达式,且充分考虑系统安全性(摆动幅值)及台车运动的物理约束;通过构造新颖的平坦输出信号,将施加在台车运动和两级摆动上的约束/指标转化为对平坦输出的约束,从而将轨迹规划转化为凸优化问题.该方法能够保证整个过程中系统两级摆动的角度、角速度,台车的速度、加速度、加加速度均保持在设定范围内.通过与已有方法进行仿真对比,可见本方法不仅简单易行,且在工作效率与摆动抑制方面均具有更为良好的控制性能.

关键词：吊车、双摆效应、轨迹规划、状态约束

所属期刊栏目：31

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：“十二五”国家科技支撑计划课题资助项目2013BAF07B03;国家自然科学基金资助项目11372144;国家杰出青年基金资助项目61325017

在线出版日期：2014-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：974-980