The invention provides a double pendulum anti-swing control method for underactuated axle crane based on auto-disturbance rejection technology, belonging to the technical field of anti-swing control for bridge crane. The double pendulum anti-swing control method for underactuated axle crane based on ADRC technology includes the following steps: S1: establishing dynamic model; S2: establishing differential tracker and deriving displacement differential of the crane according to differential tracker; S3: designing extended observer; S4: obtaining control law. In the invention, the contradiction between the swing angle and the displacement is coordinated, and the control performance of the double-swing bridge crane can be guaranteed even when the system model is imprecise, the external disturbance and the non-linearity exist, the swing angle can be reduced as soon as possible and the transportation task can be completed, and the reliability and efficiency of the system can be improved.
【技术实现步骤摘要】
一种基于自抗扰技术的欠驱动桥式吊车双摆防摆控制方法
本专利技术属于桥式吊车防摆控制
,涉及一种基于自抗扰技术的欠驱动桥式吊车双摆防摆控制方法。
技术介绍
桥式吊车作为常见的货物搬运工具之一,桥式吊车被广泛应用于各个领域,如海港、核电站、钢厂、车间、道路建设等,发挥着极为重要的作用。对于桥式吊车系统而言,其主要控制目标为对负载的快速、准确“点对点”搬运。然而,由于吊车的欠驱动特性,加之系统易受到各种外界干扰的影响,在搬运过程中负载极易发生大幅摆动,严重影响了负载的定位精度,在降低系统工作效率的同时,带来了诸多的不安全因素。在一些特殊场合,对防摆控制有着非常高的要求,如在钢包吊运的过程中,大幅摆动会引起高温钢水的侧漏,造成安全事故。因此,如何保证台车的快速、准确定位,并充分抑制货物的摆动,是吊车控制所面临的首要问题。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或负载体积较大时,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。随着“中国制造2025”的提出与实施,数字化工厂已经成为发展趋势。这对工厂运输的安全及效率提出了更高的要求,那么作为工厂最基础的运输工具,欠驱动桥式吊车的控制也需向高精度、高可靠性迈进。就目前而言,由于缺乏高性能吊车自动控制方法,绝大多数吊车仍依靠人工操作,系统的工作效率完全依赖于工人师傅的操作经验。这种常规的操作方式体现出以下不足之处:1)对操作工人要求高,需要进行长时间的培训和长期的经验积累;2)操作效率低,消摆效果差,当台车到达 ...
【技术保护点】
1.一种基于自抗扰技术的欠驱动桥式吊车双摆防摆控制方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:建立双摆桥式吊车系统的动力学模型;S2:建立双摆桥式吊车系统的微分跟踪器并根据所述微分跟踪器得到小车位移微分;S3:根据动力学模型中的摆角设计用以获取系统总扰动、摆角和摆角的微分的估计值的扩张观测器;S4:根据微分跟踪器和扩张观测器得到用于控制所述双摆桥式吊车系统的控制律。
【技术特征摘要】
1.一种基于自抗扰技术的欠驱动桥式吊车双摆防摆控制方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:建立双摆桥式吊车系统的动力学模型;S2:建立双摆桥式吊车系统的微分跟踪器并根据所述微分跟踪器得到小车位移微分;S3:根据动力学模型中的摆角设计用以获取系统总扰动、摆角和摆角的微分的估计值的扩张观测器;S4:根据微分跟踪器和扩张观测器得到用于控制所述双摆桥式吊车系统的控制律。2.如权利要求1所述的一种基于自抗扰技术的欠驱动桥式吊车双摆防摆控制方法,其特征在于,步骤S4之后还包括步骤S5:整定的最优值。3.如权利要求1或2所述的一种基于自抗扰技术的欠驱动桥式吊车双摆防摆控制方法,其特征在于:步骤S1中的动力学模型为。4.如权利要求3所述的一种基于自抗扰技术的欠驱动桥式吊车双摆防摆控制方法,其特征在于:步骤S2中的微分跟踪器为。5.如权利要求3所述的一种基于自抗扰技术的欠驱动桥式吊车双摆防摆控制方法,其特征在于:步骤S3中的扩张观测器为。6.如权利要求3所述的一种基于自抗扰技术的欠驱动桥式吊车双摆防摆控制方法,其特征在于:步骤S4中的控制律为。7.如权利要求1或2所述的一种基于自抗扰技术的欠驱动桥式吊车双摆防摆控制方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘惠康,唐超,曹宇轩,柴琳,杨永立,
申请(专利权)人:武汉科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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