摘要：对于桥式吊车系统的最优控制问题,根据实际的工况要求,性能指标有时不一定是标准的二次形式.同时,在实际的控制问题中,状态和控制输入往往会受到一些边界条件和路径过程中的约束.针对这一问题,本文应用Chebyshev伪谱优化算法来处理,它可以处理状态和控制约束的非线性最优化问题以及一个非标准的目标函数.首先对桥式吊车系统模型进行一系列的坐标变换,将其转变为上三角系统形式的误差模型.然后将桥式吊车最优控制问题转化成具有一系列代数约束的参数优化问题,即非线性规划问题.通过求解离散化后的参数优化问题,得到桥式吊车的最优控制律.本文还给出了Chebyshev伪谱最优解的可行性和一致性分析.最后,在仿真研究中验证该控制器的有效性.

摘要：针对三维桥式吊车的防摇摆控制,基于径向基函数神经网络(Radial Basis Function,RBF)研究了一种自适应防摇摆控制算法。在神经网络控制中,如果持续激励(Persistent Excitation,PE)条件得不到满足,便不能保证权值收敛,执行相同的控制任务时,仍需对神经网络进行重复训练。所设计的自适应神经网络控制器不仅能够快速精确地定位负载,并能有效抑制吊车系统的摆动;同时在对于周期或回归轨迹的跟踪中,系统中信号的一致有界得到了证明,在稳定控制中实现了部分权值的收敛以及未知闭环动态的局部准确逼近,即确定学习。最后,通过仿真验证了所设计控制器的正确性和有效性,为桥式吊车系统的防摇摆控制提供了新的控制算法。

摘要：为了提高算法的全局搜索能力,受RNA二级结构的启发,设计RNA茎环交叉算子,采用基于进化代数的自适应步长策略,提出RNA交叉操作布谷鸟搜索算法(cRNA-CS).将cRNA-CS算法用于对5个典型测试函数进行寻优.测试结果表明,cRNA-CS算法的搜索能力和寻优精度相对于CS算法和其他改进的CS算法有了明显提高.将cRNA-CS算法用于桥式吊车系统PID控制器参数的优化整定.仿真实验结果表明,与CS算法、单纯形算法和PSO算法相比,采用cRNA-CS算法优化的PID控制器能够实现桥式吊车系统更好的消摆和定位控制.

摘要：针对二维欠驱动桥式吊车系统,设计一种基于super-twisting二阶滑模干扰观测器的连续消摆控制器。将负载的摆动运动并入台车的动态中以设计桥式吊车系统的滑动面,并利用super-twisting二阶滑模干扰观测器对被控系统的复合干扰进行估计。采用super-twisting二阶滑模干扰观测器的控制注入项作为补偿控制,所设计的消摆控制器将补偿控制和基于快速幂次趋近律的控制律相结合,能够有效消除复合干扰对闭环系统性能的不良影响。基于Lyapunov稳定性理论证明了台车的定位误差和负载的摆动角度渐近收敛于零,数值仿真实验结果进一步验证了所设计的消摆控制器的有效性和鲁棒性。