负载升降及干扰工况下桥式吊车微分平坦跟踪控制

摘要：

在桥式吊车作业过程中,负载升降使吊绳长度转变为状态变量,极易导致负载大幅摆动.为使吊车系统平稳安全高效运行,利用sigmoid函数构造光滑连续且包含加速、匀速、减速全过程、高阶可微、能满足实际物理约束的新型加速度轨迹;根据微分平坦理论,将台车位移与负载摆动复合,构建负载升降工况下的微分平坦输出模型.为保证平坦输出变量沿着期望参考轨迹平稳运行,设计轨迹跟踪控制器,实现升降工况下负载摆角和位移的一体化控制.为提高系统抵抗参数摄动、外部干扰的能力,将扩张状态观测器嵌入到微分平坦控制器中,以观测和补偿系统的总和扰动,并对该控制器的稳定性进行理论分析.研究结果表明:吊车微分平坦跟踪控制能在负载升降及干扰工况下,使负载沿着期望轨迹快速到达目标位置,并有效抑制负载运输过程中的摆动.

关键词：桥式吊车、轨迹跟踪、微分平坦、扩张状态观测器

所属期刊栏目：53

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：湖南省自然科学基金资助项目2021JJ30847

在线出版日期：2022-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2476-2486