桥式起重机的二自由度内模防摆控制研究

王小静，陈志梅，邵雪卷

(太原科技大学电子信息工程学院，太原 030024)



桥式起重机的二自由度内模防摆控制研究

王小静，陈志梅，邵雪卷

(太原科技大学电子信息工程学院，太原 030024)

提出一种内模二自由度的控制方法，将桥式起重机的定位防摆控制转化为对定位、绳长控制系统的伺服跟踪，并利用起重机模型的强耦合性保持摆角稳定。根据内模控制理论设计二自由度控制器将系统的抗干扰性和跟随特性分开进行控制，增强了系统的鲁棒性。使得起重机小车和吊绳快速准确到达期望位置的同时抑制负载摆动，理论分析和仿真实验证明了该方法的可行性。

桥式起重机；耦合性；防摆控制；内模控制；二自由度控制

由于受外界各种因素的干扰(如：风力、摩擦力、力矩转动等)，使得起重机精确定位和防摆控制相当困难，影响了系统的稳定性和定位精度。因此对起重机定位和防摆控制方法的研究具有深远意义。文献[1-2]在模糊控制的基础上提出了变论域模糊控制，解决了论域选择的难题。文献[4]提出了一种动态滑模控制方法，通过微分环节设计新的动态滑模面，加速了起重机的定位和防摆；也有学者采用终端滑模及二阶滑模的方法解决桥式起重机的定位防摆问题[5-7]。文献[8]将神经网络控制方法应用在起重机防摆控制中，取得了较好的控制效果。但上述方法无法让系统的抗干扰性和跟随性两者同时达到最优。

内模二自由度控制是一种新型的控制方法，其设计结构简单、调节参数少，通过两个控制器对抗干扰性和跟随性分别进行控制。……