[發(fā)明專利]一種基于滑?？刂评碚摰臉蚴降踯嚪罃[控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810233468.3
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108427280B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫哲;畢云蕊;孫知信;張紫涵
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 牛莉莉

1.一種基于滑?？刂评碚摰臉蚴降踯嚪罃[控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1.構(gòu)建滑?？刂破鳎焊鶕?jù)滑?？刂评碚摚瑯?gòu)建橋式吊車滑?？刂破?，所述控制器包括臺車位置滑模函數(shù)、負(fù)載擺角滑模函數(shù)、等效控制率及切換控制率；所述臺車位置滑模函數(shù)為：定義方程：s₁(x₁，x₂)＝c₁x₁+x₂為臺車位置滑模函數(shù)，其中，x₁，x₂為臺車位置和臺車速度，c₁為滑模函數(shù)系數(shù)；設(shè)定滑?？刂坡蕌＝u_eq+u_sw，u_eq為等效控制率，u_sw為切換控制率，分別定義為：

等效控制率為：定義其中，g(x，t)，f(x，t)，為非線性控制系統(tǒng)函數(shù)，d(t)為擾動項(xiàng)，x_d為期望位置；

切換控制率為：定義u_sw＝u₀sgn(s(e))，其中，u₀為比例系數(shù)，sgn()為符號函數(shù)，s(e)為滑模函數(shù)，e＝x_d-x為誤差值；

所述負(fù)載擺角滑模函數(shù)為：定義方程：s₂(x₃，x₄)＝c₂x₃+x₄為負(fù)載擺角滑模函數(shù)，其中，x₃，x₄為負(fù)載擺角和負(fù)載擺角角速度，c₂為滑模函數(shù)系數(shù)；

步驟2.構(gòu)建模糊自適應(yīng)的DE算法；針對前述控制器的參數(shù)配置問題，構(gòu)建一種能夠增強(qiáng)DE算法搜索能力的動態(tài)DE算法，所述動態(tài)DE算法包括動態(tài)變異操作、交叉操作和選擇操作三種操作方式；其中，動態(tài)DE算法中的動態(tài)縮放因子F_dm為

其中，是初始縮放因子，a，b是算法動態(tài)參數(shù)，g為當(dāng)前迭代次數(shù)；

步驟3.執(zhí)行控制器參數(shù)調(diào)節(jié)機(jī)制：針對前述控制器中的復(fù)雜參數(shù)，對控制器中的性參數(shù)運(yùn)用動態(tài)DE算法進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于滑模控制理論的橋式吊車防擺控制方法，其特征在于：所述動態(tài)DE算法步驟為：

步驟2.1：初始化動態(tài)DE算法參數(shù)，包括最大進(jìn)化代數(shù)G，種群規(guī)模N_p和當(dāng)前迭代次數(shù)g；

步驟2.2：執(zhí)行動態(tài)變異操作：v_i＝x_r1+F_dm*(x_r2-x_r3)，其中，v_i為執(zhí)行動態(tài)變異操作后的第i個變異個體，{x_r2，x_r2，x_r3}為父代種群中隨機(jī)三個不同個體，F(xiàn)_dm為動態(tài)縮放因子；

步驟2.3：執(zhí)行算法中的交叉操作，生成交叉?zhèn)€體，

其中，v_i，j為第i個變異個體的第j個位置，x_i，j第i個父代個體的第j個位置，r_j∈[0，1]的隨機(jī)數(shù)，r_D∈[1，D]的隨機(jī)數(shù)，D為參數(shù)維數(shù)，p_c，i為交叉概率；

步驟2.4：執(zhí)行算法中的選擇操作，選出最優(yōu)個體；

步驟2.5：判斷前述步驟中的最優(yōu)個體是否到達(dá)最大迭代次數(shù)G，若G＝g，算法終止；否則，返回步驟2中繼續(xù)執(zhí)行算法優(yōu)化過程。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于滑模控制理論的橋式吊車防擺控制方法，其特征在于：所述步驟2.1還包括：

步驟2.1.1：定義自適應(yīng)函數(shù)其中x和θ分別代表臺車位置和負(fù)載擺角；

步驟2.1.2：令g＝g+1，計(jì)算種群中每個個體的自適應(yīng)度函數(shù)。