[發明專利]基于欠驅動橋式起重機的有限時間跟蹤控制方法

有效

• 申請號: 201810542451.6
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108726380B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 宋永端;劉秀蘭;鄔小方;賴俊峰;黃秀才
• 申請（專利權）人: 迪比（重慶）智能科技研究院有限公司
• 主分類號: B66C13/18
• 分類號: B66C13/18;B66C13/06
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 吳彬

1.一種基于欠驅動橋式起重機的有限時間跟蹤控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：建立欠驅動橋式起重機的動力學模型：

上式中：M為吊車質量，單位為kg；m_c為負載質量，單位為kg；L為吊繩的長度，單位為m；x為吊車位移，單位為m；為x的二階導數；θ為吊繩的擺角，單位為rad；為θ的二階導數；F_a為控制輸入量，單位為N；f_x為摩擦力，單位為N；g為重力加速度，單位為m/s²；

步驟2：引入控制輸入并定義輔助信號如下：

可知u與實際控制輸入之間的關系為：

得到吊車數學模型如下：

設定吊繩的長度L為10米，且要求負載擺動幅度在10°以內，因此由此將數學模型(3)轉化為：

坐標變換：定義誤差

z₁＝y-y_r

z_i＝x_i-α_id,i＝2,3,4

y_i＝α_id-α_i-1,i＝2,3,4

y_r為理想軌跡，α_id是理想的虛擬控制器，則

x₁＝z₁+y_r

x_i＝z_i+y_i+α_i-1,i＝2,3,4

采用了具有分數階的一階濾波器動態面控制方法，其中濾波器的形式如下：

上式中，h＝(2s-1)/(2s+1),s∈Z⁺/{1}，τ_i+1是時間常數，α_i是濾波器的輸入，α_i+1,d是濾波器的輸出；

步驟3：設計欠驅動橋式起重機的虛擬控制器如下：

上式中：c_i＞0為設計參數；z_i是誤差；為y_r的導數；為α_id的導數；

最終得到新的控制器u：

步驟4：將新的控制器u輸入欠驅動橋式起重機的控制系統，對系統控制輸入量F_a進行控制。