【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及货物升降工况下三维双摆欠驱动吊车消摆定位控制方法，属于自动控制领域。
技术介绍
1、吊车在运输货物过程中，通过柔性缆绳将货物吊运到目标位置，是一个典型的欠驱动系统，广泛地应用于工厂车间、建筑工地等需要进行货物搬运的场合。目前，许多吊车仍由人工操作，其作业效率、安全运行受人为因素影响很大，可能出现的操作失误将导致货物摆动幅度过大，甚至发生事故。而且吊车启停、吊重变化、外界干扰、环境变化，不可避免地会引起货物摆动，通过司机观测货物的摆动方向，发出“跟随”摆动指令来抑制货物摆动，对司机的熟练程度要求高，司机也需要精神高度集中，劳动强度大，货物输送效率低，而且还存在安全隐患，因此需要有一种行之有效的吊车货物摆动控制方法。
2、目前吊车货物摆动控制的研究成果颇多，其中大部分把吊车系统简化成二维模型，但在实际应用中，吊车多数情况下都在三维空间内运动，如果把三维吊车当作两个独立的二维吊车进行分析，会忽略其状态量之间的复杂耦合关系，使设计出来的控制器性能大打折扣。而且，当吊具质量没有远小于货物质量，或者当吊具与货物之间的绳长不可忽略时，货物会呈现双摆摆动特性，使吊车的状态变量数目大幅增加。另外，在吊车作业过程中，为提高工作效率，货物升降和水平运输常同时进行，此时吊绳长度随货物升降发生变化，绳长变化使吊车系统状态变量的耦合关系进一步加强，货物摆动控制的难度显著加大。
技术实现思路
1、针对上述问题和不足，本专利技术公布了货物升降工况下三维双摆欠驱动吊车消摆定位控制方法，该方
2、步骤a，根据双摆欠驱动吊车模型及拉格朗日定理，建立货物升降工况下三维双摆欠驱动吊车系统的动力学模型，对动力学模型进行线性化近似处理，并将模型中x、y方向位移、货物升降状态中的耦合部分、外部扰动及线性化误差视为总扰动，对三维双摆吊车系统的三维耦合运动进行解耦，得到解耦的货物升降工况下三维双摆欠驱动吊车系统线性运动方程；
3、步骤b，将吊车x、y方向的位移、摆动方程整理成状态方程形式，求得三维双摆吊车系统的平坦输出变量，用平坦输出变量对状态方程进行改写，得到三维双摆吊车系统的微分平坦输出方程；
4、步骤c，利用变量之间的耦合关系，将吊车x、y方向的微分平坦输出模型拆分为互相联系的三个子模型，根据子模型特征，设计不同类型的状态观测器，估计各阶平坦输出状态及总扰动；
5、步骤d，根据吊车x、y方向微分平坦信号的状态跟踪误差设计反馈控制器，并对影响x、y方向运动的总扰动进行补偿，得到吊车x、y方向运动的综合控制器；
6、步骤e，设计三阶扩张观测器对货物升降状态和总扰动进行观测，根据货物状态跟踪误差设计pd控制器，并对影响升降方向运动的总扰动进行补偿，得到货物升降运动的综合控制器；
7、本专利技术有益效果是：将模型中影响x、y方向位移、货物升降状态的耦合部分、外部扰动及线性化误差视为总扰动，实现三维双摆吊车系统耦合运动的解耦；将x、y方向的微分平坦输出模型拆分为互相联系的三个子模型，并针对三个子模型设计不同类型的状态观测器，减少了观测成本和系统噪声对观测精度的影响；通过比较x、y方向微分平坦信号及升降方向的状态估计值与理想轨迹的误差，并对影响系统运动的总扰动进行补偿，设计x、y方向及货物升降方向运动的综合控制器，使吊车系统能在三维空间中将货物平稳且基本无摆地搬运到目标位置，且冲击尽可能小。
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1.货物升降工况下三维双摆欠驱动吊车消摆定位控制方法，其特征在于，按照以下步骤实施：
【技术特征摘要】
1.货物升降工况下三维双摆欠驱动吊车消摆定...
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