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原文传递一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法

专利名称：	一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法
摘要：	本发明提供一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，属于桥式吊车防摆技术领域。该基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法包括如下步骤：S1：建立桥式吊车系统的动力学模型；S2：建立基于动力学模型的摩擦力模型和风阻模型；S3：根据摩擦力模型和风阻模型构建基于李雅普诺夫函数、用以克服系统摩擦力和阻力的控制器。本发明可以克服系统中的摩擦力及阻力，实现吊车系统的快速定位，并有效地抑制它的摆动，并且系统抗干扰能力强，具有较强得鲁棒性，在较好的实现台车的消摆定位的同时，有效的提升系统的暂态控制性能。
专利类型：	发明专利
申请人：	武汉科技大学
发明人：	柴琳;刘惠康;鄢梦伟;孙博文;皮瑶;李倩
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911353306.4
公开号：	CN110980521A
代理机构：	浙江千克知识产权代理有限公司
代理人：	裴金华
分类号：	B66C13/06;B66C13/48;B;B66;B66C;B66C13;B66C13/06;B66C13/48
申请人地址：	430080 湖北省武汉市青山区和平大道947号
主权项：	1.一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：建立桥式吊车系统的动力学模型； S2：建立基于动力学模型的摩擦力模型和风阻模型； S3：根据摩擦力模型和风阻模型构建基于李雅普诺夫函数、用以克服系统摩擦力和阻力的控制器。 2.如权利要求1所述的一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，其特征在于：所述动力学模型包括惯性矩阵，，其中广义外力，为驱动力，为台车摩擦力，为系统受到的空气阻力，广义坐标矢量为，，惯性矩阵为，，离心力和哥氏力项为，，重力项为，，为台车质量，为吊钩质量，为负载质量，为台车位移，为台车与吊钩之间的第一绳的长度，为吊钩与负载之间的第二绳的长度，为表示吊钩摆动角度的第一摆角，为表示负载摆动角度的第二摆角，为重力加速度，为的一阶导数，为的一阶导数。 3.如权利要求2所述的一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，其特征在于：所述摩擦力模型包括台车机械摩擦力，，其中、、为与摩擦力相关的系数，为的一阶导数。 4.如权利要求2或3所述的一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，其特征在于：所述风阻模型包括负载空气阻力，空气阻力，其中为风阻系数，为空气密度，为负载的迎风面积，为负载速度，令，则。 5.如权利要求4所述的一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，其特征在于：负载位移为，，则。 6.如权利要求5所述的一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，其特征在于：所述控制器包括惯性矩阵和驱动力，，其中、均为控制增益，，，表示台车的定位误差，，为台车目标位置，为在预设时间时台车的预设位置，。 7.如权利要求6所述的一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，其特征在于：所述吊车系统为欠驱动非线性系统，系统输入的控制量为一维向量，系统广义坐标变量为三维向量，惯性矩阵为正定对称矩阵。 8.如权利要求7所述的一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，其特征在于：所述吊车系统的总能量为，，其中系统总势能，，根据拉格朗日力学原理得到，则，则，其中为反对称矩阵，由反对称矩阵性质得到，则，则以为系统输入、以为系统输出的吊车系统是无源系统。 9.如权利要求8所述的一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，其特征在于：根据吊车系统无源性在有界输入条件下内部能量衰减的特性，结合李雅普诺夫定理和拉塞尔不变性原理可得到由控制器控制的吊车系统渐近收敛，则，系数矩阵，干扰系数的估计值，其中，，，分别为的估计值，为了消除机械摩擦力和空气阻力的影响，设计的更新规律为，，为一正定的对角控制增益矩阵。 10.如权利要求9所述的一种基于系统无源性的欠驱动桥式吊车抗干扰防摆方法，其特征在于：步骤S3之后还包括整定参数和。
所属类别：	发明专利