摘要：文章介绍一种用于解决海上救援机器人救援过程中索具摆动过大问题的绳索消摆系统。绳索消摆系统设计目标是将绳索摆动的面外角控制在2°以内,来有效解决海上救援过程中,由于绳索摆幅过大造成的绳索断裂、伤员掉落等问题,并在一定程度上提高救援作业的效率。文章采用拉格朗日方程成功建立绳索海上救援机器人摆动的动力学方程,设计了延迟反馈控制器,对绳索在船舶甲板静止、横摇、纵摇、垂荡等情况下进行了消摆控制研究。研究结果表明:在船舶甲板静止时,延迟反馈控制器对绳索的消摆作用非常显著;在海浪作用下,例如在模拟横摇、纵摇和垂荡时,延迟反馈控制器同样能够有效抑制绳索的摆动。

摘要：为解决无负载摆角传感器的双摆桥式起重机消摆时间长、定位精度不高、抗干扰能力差的问题,提出一种光滑整形与自抗扰控制相结合的双摆起重机防摆控制方法。针对传统梯形速度轨迹对双摆起重机冲击较大的问题,利用光滑整形技术对梯形速度轨迹进行光滑整形,得到平滑的运行速度轨迹,以保障系统平稳运行。对双摆起重机的动力学模型进行变换,得到包含总扰动及未知负载摆角的台车运动及负载摆动的状态方程。为了抑制总扰动对台车运动、负载摆动的影响,实现无负载摆角传感器情况下的负载状态反馈,设计扩张状态观测器分别对台车运动回路、负载摆动回路的总扰动进行估计并补偿,对负载摆角进行实时观测并反馈到前端对负载动态进行控制,进而形成了桥式起重机定位消摆双通道自抗扰闭环控制器,并对闭环系统的稳定性进行了严格的理论证明。仿真结果表明:所设计的扩张状态观测器组能够对台车运动及负载摆动的总扰动进行准确估计,对负载摆角进行实时观测,所设计的混合控制策略在模型参数发生变化和外扰作用下可全过程平稳将吊重搬运到目标位置,且能有效地抑制负载摆动。

摘要：针对非线性、欠驱动的桥式吊车水平运动系统,先运用非线性逆系统方法将其转化为伪线性系统,然后按照线性系统理论设计内模控制器来控制吊车的水平定位.同时设计了一个角度反馈控制器来确保摆角迅速衰减.最后和常规PID、模糊控制做了比较.实验结果表明,本方案能保证定位无静差、摆角迅速衰减,同时具有良好的抗干扰能力和较强的鲁棒性,控制效果优于PID和模糊控制.*

摘要：研究船用起吊机转动优化控制,针对船用起重机在进行海上补给作业时,由于船体本身的运动、补给速度的变化、风浪的影响等会导致载荷摇摆。为了将载荷摇摆消减到可吊装的程度,使船用起重机能够在比较恶劣的海况下作业,提出将专家PID控制应用到船用起重机的消摆控制中,设计了船用起重机消摆专家PID控制器。专家PID控制的实质是基于受控对象和控制规律的各种知识,利用专家经验设计PID参数来设计控制器。仿真结果表明,载荷摆动消减到3度以下,并有较好的跟踪性能,取得了良好的控制效果,为设计提供了依据。

摘要：核废料库数控桥式起重机由于工作环境内的放射性危害,需要在库房外对其进行自动控制,这种方法能够避免操作人员受到核辐射,但要将固化桶精确转运至储存井上方和消摆却相当困难。传统核级起重机的自动控制方式只考虑实现高精度定位,消摆则是依靠喇叭型防摆机构或自然消摆。为简化起重机设计及尽量减少辐射场内的电子元器件,在分析桥式起重机物理模型的基础上将预优化起重机运动规律与位置PID控制相结合,实现自控起重机的精确定位和到位消除固化桶摆动。实验结果表明该方法能够在不降低作业效率的前提下,满足核废料数控起重机对精确定位及到位消摆的控制要求。

摘要：为了解决桥式起重机钢丝绳和负载的双摆问题,提出采用高斯伪谱法实现消摆。深入分析了影响吊具与负载摆动的控制因素,通过系统运动状态运用拉格朗日方程建立了双摆桥起动力学模型和最优控制模型,依靠相同运动曲线的输入验证了模型的有效性;将原最优控制问题转换为高斯伪谱形式,采用高斯伪谱法直接对建立的模型进行分析并在有限时间内获得最优解。仿真实验结果表明:采用高斯伪谱法能够有效实现消摆,控制结果与其他控制方法作比较,进一步证明了高斯伪谱法的优越性及有效性。

摘要：为控制起重机开环摆动,基于能量强耦合角度,设计一种针对房建施工现场起重机的开环消摆控制方法。引进Euler-Lagrange方程,建立房建施工现场起重机作业过程中的动力学函数与模型;计算在多种作用力与作业场耦合条件下的起重机作业扰动作用力,设计基于能量强耦合的起重机开环载荷摆角消除处理;通过设计开环最优消摆控制,完成起重机开环消摆控制方法的研究。对比实验结果证明:设计的方法可以实现在更短时间内,将房建施工现场起重机开环摆动角度控制为零,且控制效果良好。

摘要：介绍了一种船用起重机载荷摆振模型,并将模糊控制原理应用到船用起重机的消摆控制中,设计了船用起重机消摆模糊控制器。仿真研究表明,该控制器有效地减轻了载荷摆动,取得了比较理想的控制效果。

摘要：针对海上平台船式起重机在运行过程中负载摆动过大、运输效率低下等问题,将辨识与最优化技术应用到船式起重机中,对船式起重机各部分动力学关系进行了分析,建立了船式起重机的数学模型。考虑了负载与船体运动的相互耦合,在FLOW-3D(计算流体动力学软件)中建立了仿真平台,对船摇模型进行了参数辨识,从而建立了完整的系统模型。应用最优化方法设计了一种消摆控制器,该控制器由PI控制器、低通滤波器、陷波滤波器串联而成。最后在Matlab/Simulink上进行了控制模型的仿真试验,比较了负载摆角在控制前、后的差别,发现消摆控制器可以将负载的残余摆动控制在消摆前的10%左右。研究结果表明,通过使用FLOW-3D来辅助建模,效率高且准确;采用最优化方法设计的控制器能较大幅度抑制负载摆动,可以提高船式起重机的运输效率与安全系数。

摘要：对于断续控制的起重机载荷消摆，在我们已提出的基于时间最优两拍消摆策略的基础上，本文进一步分析了绳长变化对这一消摆策略的影响，通过计算机仿真得出了当实际绳长大于设定值时具有较好鲁棒性的结论，在设计起重机载荷消摆控制器时具有实用价值。