详情

原文传递船上回转式吊车的防摆控制研究

论文题名：	船上回转式吊车的防摆控制研究
关键词：	船上吊车;防摆控制;拉格朗日方程;最优控制算法
摘要：	随着21世纪能源需求的日益增长,海洋已然成为了能源战略的焦点,世界各国纷纷加大了对海洋资源的开发力度,使得船上吊车在海洋工程建设的方兴未艾中得到了飞速发展,与此同时船上吊车在大型集装箱船只的海面分配与装卸和军事舰艇的物料补给等方面都发挥着举足轻重的作用,但是工作中负载的摆动成为了系统安全高效运行的瓶颈。因此,对船上吊车实施有效的防摆控制不但可以提高生产效率,带来直接的经济利益,同时在军事战略上也将取得优势。本课题即以此为背景,对船上吊车的防摆控制进行研究。首先根据回转式挺杆船上吊车系统的运动特点,抽象出了其简化物理模型,利用分析力学中的拉格朗日方程及其分析方法建立了船上吊车系统的数学模型,并对其正确性进行了仿真验证。鉴于系统定位运动对负载摆动造成的影响,应用输入整形的原理结合最优控制算法设计了系统定摆长工作时的最优输入整形器;然后根据输入整形器的灵敏度曲线,采用矢量图的方法设计了系统变摆长工作时的3峰高鲁棒性输入整形器。数字仿真结果表明所设计的控制器有效的实现了系统定位后负载的零残余摆动。考虑到在系统工作时海浪间接造成的负载摆动,借鉴了土木工程中的AMD系统设计了一种新颖的主动吊钩,在其最优参数的基础上通过选取最佳的加权函数,基于混合灵敏度设计了吊钩系统的H_∞主动控制器;并针对系统参数的变化采用二次稳定的理论对主动控制器进行了改进,通过数字仿真实验验证了控制器抑制海浪对负载摆动影响的有效性。为了更加生动和有效的验证船上吊车系统防摆控制器的性能,本文最后通过虚拟样机技术,建立了MATLAB和ADAMS联合仿真实验平台,最大程度的模拟了实际的整个船上吊车系统,而且实验结果进一步证明了所提出控制策略的有效性。
作者：	贾智勇
专业：	电气工程
导师：	张晓华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文