基于新型滑模算法的双摆旋转起重机消摆跟踪控制

欧阳慧珉 王健 张广明 梅磊 邓歆

旋转起重机作为常见的起重机械,由于其结构简单、占用空间小、无需大型行走设备等优点,因此被广泛地应用于建筑工地、矿山、港口等场合.然而,旋臂的加减速会使负载产生摆动,不仅降低了生产效率,而且会损坏货物,造成人员伤亡等.针对该问题,已经有学者作了大量的研究,并且提出了许多有效的方法[1−19].但是,当负载形状不规则或者吊钩的质量不能忽视时,该摆动会呈现出更加复杂的两级摆动现象.该现象极大地增加了系统特性分析和控制器设计的难度,因此如何设计出可以有效抑制两级摆动的控制算法问题已经成为学术界和产业界研究的难点和热点.

近年来,已经有学者针对起重机系统双摆抑制问题展开了一些研究[20−35].Tang等针对2-D双摆桥式起重机系统中由于台车运动和外部风干扰而引起的荷载摆动,提出了结合两种运动轨迹的方法,即其中一个轨迹用来抑制台车运动引起的摆动,另一个轨迹用来抑制风干扰引起的摆动,仿真与实验验证了该方法的有效性[20].陈鹤等针对双摆桥式吊车系统提出了一种时间最优轨迹规划方法,该方法在构造以时间为代价函数的基础上,将优化问题转化成非线性规划问题,通过仿真与实验验证了该方法的有效性[21].Zhang等针对双摆桥式起重机在线规划了一条台车轨道,该轨道由两部分组成分别实现双摆抑制和台车定位,仿真验证了该轨……