基于函数型伸缩因子的桥式吊车变论域模糊PID控制器设计

邱光繁 徐进钊 邱炯智 张京玲 聂湛然 胡永刚

关键词：防摆定位控制;函数型伸缩因子;变论域;桥式吊车;模糊PID;非线性系统

0引言

桥式吊车作为一种重要的物料搬运工具，在车问、仓库、电厂等领域得到广泛应用，发挥着至关重要的作用。桥式吊车作业过程中会受到诸多因素的影响，比如风力、摩擦力以及小车牵引力的变化，会产生负载摆动，令桥式吊车的定位精确度和稳定性降低;另外，由于工作强度大、作业时间长，操作者需要长时问集中注意力，稍有疏忽就有可能引发安全事故。如何满足工程的实际需求和推进桥式吊车的安全应用，是桥式吊车控制研究的重要问题。

目前，桥式吊车的控制方式可以分为开环控制和闭环控制。最优控制、离线轨迹规划等是开环控制的代表方法，该类方法需事先给控制指令，无法应对作业过程中随机因素的影响，鲁棒性差，难以满足实际控制需求。针对此类问题，学者们提出了闭环控制算法，状态反馈、自适应控制、滑膜控制等，这类控制算法利用传感器返回的信号，实时地对系统进行调节控制，提高系统的鲁棒性。WANG W等提出了一种根据系统固有频率和阻尼比设计的滑膜控制器，仿真结果表明该控制可以很好地减少振动，且具有抗干扰能力较强、鲁棒性高的特点。Mon Y J等提出了一种分层模糊滑膜控制方法，将非线性系统分解为几个子系统，仿真结果表明分层模糊滑膜控制较传统的模糊滑模控制有更好的控制效果，进一步提高了控制器的魯棒性，但这些方法的控制准确十分依赖于起重机系统的数学模型，在实际中由于诸多因素的影响，难以对其数学模型进行精确建模。……