[發明專利]一種三維雙擺橋式吊車的防擺控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 202111335482.2
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN113955637B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 柴琳;郭啟航;劉惠康;劉馨;康新宇
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B66C13/06
• 分類號: B66C13/06;G05B13/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 張曉博

1.一種三維雙擺橋式吊車的防擺控制方法，其特征在于，所述三維雙擺橋式吊車的防擺控制方法包括以下步驟：

步驟一，根據拉格朗日方程建立三維雙擺橋式吊車動力學模型；

步驟二，進行狀態觀測器的設計；

步驟三，進行微分跟蹤器的建立；

步驟四，進行滑模控制器的設計；

步驟一中，三維雙擺橋式吊車動力學模型包括：

其中，s₁,s₂,s₃,s₄,c₁,c₂,c₃和c₄分布代表sinθ₁,sinθ₂,sinθ₃,sinθ₄,cosθ₁,cosθ₂,cosθ₃和cosθ₄.Q_kx Q_ky分別代表系統在x和y方向上受到的外力，表達式為：

Q_kx＝Fx-dfx (7)

Q_ky＝Fy-dfy (8)

其中，dfx,dfy分別代表系統在x和y方向所受摩檫力；

為簡化系統模型，進行：

1)吊鉤和載荷可視為質點，吊繩和吊索的重量和張力忽略不計；

2)當吊車到達目標位置前，系統的擺角θ_i非常小，得cosθ_i＝1，sinθ_i＝θ_i，和其中，i＝1,2,3,4；

3)吊車起點和終點的位置是已知的；

將吊車動力學模型簡化為：

其中，Mx表示臺車在x方向上的質量，單位kg；

My表示臺車在y方向上的質量，單位kg；

m₁表示吊鉤質量，單位kg；

m₂表示荷載質量，單位kg；

x表示臺車在x方向上位移，單位m；

y表示臺車在y方向上位移，單位m；

l₁表示小車與吊鉤間的繩長，單位m；

l₂表示吊鉤與負載間的繩長，單位m；

Fx表示臺車在x方向上受到的驅動力，單位N；

Fy表示臺車在y方向上受到的驅動力，單位N；

θ₁表示吊鉤在x方向的擺動角度，即x方向上的一級擺角，單位為°；

θ₂表示吊鉤在y方向的擺動角度，即y方向上的一級擺角，單位為°；

θ₃表示負載在x方向的擺動角度，即x方向上的二級擺角，單位為°；

θ₄表示負載在y方向的擺動角度，即y方向上的二級擺角，單位為°；

g表示重力加速度，單位N/kg。