欠驱动桥式吊车系统的非线性控制研究

发布时间：2022-12-05 08:50

　　桥式吊车是一种重要的货物运输工具,负责将货物从初始点运送至目标位置,并且抑制和消除运送过程中的货物摆动,被广泛应用于车间、仓库和造船厂等诸多工业场所。目前,吊车系统的操作大多依赖人工,效率低下、事故率高。因此,桥式吊车的自动控制不仅具有理论意义,更具有重要的应用价值。近些年来,桥式吊车的定位消摆问题已经受到了控制领域学者的关注。值得注意的是,桥式吊车作为一种典型的欠驱动系统,其控制量的个数少于系统自由度。另外,吊车系统各状态之间存在强耦合特性,表现出复杂的非线性,且其工作环境一般存在外界干扰。这些因素为其控制器设计带来了更大的挑战。随着通信、计算机和自动控制技术的快速发展,已有许多方法应用于桥式吊车系统的控制。但这些方法多数存在以下问题。在设计控制律时对模型进行线性化处理。所提控制律相对复杂,对模型参数的变化十分敏感。当存在外界干扰时,控制效果无法保证。为此,本文针对桥式吊车系统的抗摆定位问题进行了深入研究。主要内容概括如下:1.为了提高闭环系统的抗摆控制性能,提出了一种增强阻尼的控制方法。首先,基于互联阻尼的无源性引入了一个新型复合信号。随后,构造了具有期望阻尼特性的Lyapunov... 

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 欠驱动非线性系统
    1.3 欠驱动吊车研究现状
        1.3.1 开环控制方法
        1.3.2 闭环控制方法
        1.3.3 研究现状分析
    1.4 本文主要内容介绍
第二章 部分受限的增强耦合控制方法
    2.1 引言
    2.2 非线性模型
    2.3 储能函数构造及控制器设计
        2.3.1 储能函数构造
        2.3.2 非线性控制器设计
    2.4 稳定性分析
    2.5 仿真结果
    2.6 实验验证
        2.6.1 对比测试
        2.6.2 鲁棒性测试
    2.7 小结
第三章 基于部分反馈线性化的耦合控制方法
    3.1 引言
    3.2 部分反馈线性化
    3.3 Lyapunov函数构造与控制器设计
    3.4 稳定性分析
    3.5 仿真验证
    3.6 实验验证
        3.6.1 对比测试
        3.6.2 鲁棒性测试
    3.7 小结
第四章 基于无源性的非线性控制方法
    4.1 引言
    4.2 无源性分析
    4.3 储能函数构造与控制器设计
    4.4 稳定性分析
    4.5 仿真验证
    4.6 实验验证
        4.6.1 对比测试
        4.6.2 鲁棒性测试
    4.7 小结
第五章 基于能量整形的三维桥式吊车控制方法
    5.1 引言
    5.2 非线性模型和问题表述
    5.3 主要结果
        5.3.1 耦合耗散信号
        5.3.2 储能函数构造与控制器设计
        5.3.3 稳定性分析
    5.4 仿真验证及分析
        5.4.1 对比测试
        5.4.2 鲁棒性测试
    5.5 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读博士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目
    4 获奖情况
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3710076