基于扰动观测器的船用起重机负载摆动抑制控制器设计文献综述

 2022-01-09 06:01

全文总字数:4861字

文献综述

一、选题的背景及意义 站在两个一百年奋斗目标的交界点,值此全面开启社会主义现代化国家建设之时,船舶作为我国的综合国力的具体体现以及在货物转运、海洋工程等众多领域的广泛运用得到了国家社会越来越多的重视。

船用起重机是一种船舶自备的工程搬运设备,被广泛应用于舰船补给、风车安装、货物吊装、水下机器人布放与回收等海上作业,属于船舶与海洋工程领域核心技术装备之一。

然而,由于船舶的非线性基座激励,加之起重机本身的欠驱动特性,吊重会不可避免的产生摆动,使其可能和周围的其它物体或操作人员发生碰撞,导致财物损失甚至人员伤亡,同时也极大地降低了吊装作业的工作效率。

因此,对其控制特别是有效载荷的减摆控制的研究便显得尤为重要。

二、国内外船用起重机消摆研究现状1.国内船用起重机消摆研究现状大连海事大学的王生海教授[1]-[2]建立了配备稳定平台的船用起重机吊重系统动力学模型,解决了刚柔耦合机器人系统自由度太多难以采用传统单一方法建立动力学模型问题,并设计了基于观测器的最优控制器,解决了起吊全过程的防滑与防摆控制问题。

哈尔滨工业大学的温舒瑞[3]以塔式起重机双吊点水平臂为研究对象,对其中存在的移动载荷问题进行了深入研究,并推导了拉普拉斯域内杆单元、梁单元和平面梁柱单元的动力学刚度矩阵以及针对该移动载荷问题的修正函数。

吉林大学的姚嘉[4]采用特征参数化建模技术,针对大截面起重臂结构屈曲问题开发了能够自动建模、自动计算、自动提取结果的有限元参数化计算程序,为起重机臂架结构研发设计提供了便捷的分析工具。

沈阳建筑大学的沈滢[5]等人通过建立旋转起重机直线搬送方式的二维数学模型,实现最优控制输入信号的快速计算,以达到对旋转起重机进行实时控制的目的。

南京工业大学的学者欧阳慧珉[6]-[10]等人针对桥式起重机负载的摆动问题,提出一种基于S 型曲线的轨道生成法实现残留摆动抑制,同时实现旋臂的位置控制和荷载的残留消摆控制。

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