基于负载摆动状态估计的双摆型吊车滑模控制

• 作者: 肖友刚 朱铖臻 李蔚 谢劲松
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 欠驱动吊车 负载摆角 扩张状态观测器 消摆 滑模控制
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 机械工程• 控制科学与工程|Mechanical Engineering, Control Science and Engineering
• 页码范围: 1129-1137
• 页数: 9页
• 分类号: TP273
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.04.010

摘要

针对实际生产过程中双摆吊车的负载摆动难以直接测量的问题,提出一种基于负载摆动状态估计的双摆型吊车滑模控制方法.该方法首先根据双摆吊车的动力学模型推导摆角之间的耦合关系,然后设计线性扩张状态观测器(LESO)观测负载的摆动状态,并将其反馈到滑模控制器中,得到双摆型吊车消摆定位控制器,并对控制器的稳定性进行严格的数学证明.研究结果表明:LESO对负载摆动的观测误差很小,将估计值反馈到滑模控制器中提高了吊车的消摆定位效果,所设计的负载摆动状态观测器能够起到替代传感器的作用;采用本文控制方法,台车驱动力、负载及吊钩摆动幅度都较小,且对负载质量、绳长、台车位置变化及扰动有很强的鲁棒性.