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电动托盘叉车同步控制系统设计与实现
| 论文题名： | 电动托盘叉车同步控制系统设计与实现 |
| 关键词： | 电动托盘叉车;同步控制系统;全局连续鲁棒控制;动力学模型 |
| 摘要： | 在工业生产与物流行业中，需要用叉车对大件货物进行装卸、运输、进出库等作业。电动托盘叉车相比于传统柴油叉车而言具有低噪声、无污染等特点，逐渐成为目前叉车行业发展的主流。 然而，搬运重型负载的大型叉车存在价格高昂、使用率不高的问题。两台小叉车利用同步控制系统是一种经济的替代方案。电动托盘叉车在实际同步搬运过程中的工况较为复杂，存在诸如地面变化的摩擦力、转向齿轮的抖动等影响，至今没有一种考虑到实际运动工况的电动托盘叉车数学模型。 本文针对上述问题，建立了电动托盘叉车的动力学模型，提出了交叉耦合全局连续鲁棒控制方法，实现了对双叉车的高精度运动同步控制。本文的主要研究内容如下: (1)建立了一种电动托盘叉车的动力学模型。首先，基于轮胎力学对叉车轮胎进行受力分析，建立了叉车横摆转动速度与叉车轮胎侧偏合力的数学关系;其次，建立了叉车重心侧偏角、叉车横摆转动角速度与轮胎侧偏合力的数学关系;随后，选取重心侧偏角、横摆角速度、横摆角、叉车质心运动速度作为系统的状态变量，选取叉车的前轮转角与加速度作为系统的输入，选取地面坐标系的X轴方向速度与Y轴方向速度作为叉车系统的输出，建立了叉车本体动力学模型;最后，考虑到叉车运动时轮胎地面变化的摩擦力和前轮的齿隙抖动，建立叉车扰动误差模型。 (2)提出了一种双叉车交叉耦合全局连续鲁棒同步控制方法。首先，设计了一种新的本体全局连续鲁棒控制(SC-GCRC)方法，实现叉车本体的运动轨迹控制;其次，采用交叉耦合全局鲁棒控制(CC-GCRC)方法，实现两车的运动同步控制;最后，进行了叉车直行与转向同步的仿真实验，实验表明CC-GCRC方法具有响应快、同步精度高、鲁棒性强的优点。与现有交叉耦合输入输出滑模(CC-IOSMC)同步控制策略以及传统PID控制方法相比，该方法显著降低了姿态和位置的同步误差，提高了双叉车同步控制系统的控制精度。 |
| 作者： | 龚嘉豪 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 顾敏明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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