基于光滑整形自抗扰的双摆起重机消摆控制

• 作者: 王辉堤 肖友刚 李蔚 韩锟
• 来源期刊: 铁道科学与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 双摆桥式起重机 光滑整形 消摆 自抗扰控制 摆角估计
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 智能制造与装备|Intelligent Manufacturing and Equipment
• 页码范围: 831-840
• 页数: 10页
• 分类号: TP273
• 语种: 中文
• DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20210336

摘要

为解决无负载摆角传感器的双摆桥式起重机消摆时间长、定位精度不高、抗干扰能力差的问题,提出一种光滑整形与自抗扰控制相结合的双摆起重机防摆控制方法.针对传统梯形速度轨迹对双摆起重机冲击较大的问题,利用光滑整形技术对梯形速度轨迹进行光滑整形,得到平滑的运行速度轨迹,以保障系统平稳运行.对双摆起重机的动力学模型进行变换,得到包含总扰动及未知负载摆角的台车运动及负载摆动的状态方程.为了抑制总扰动对台车运动、负载摆动的影响,实现无负载摆角传感器情况下的负载状态反馈,设计扩张状态观测器分别对台车运动回路、负载摆动回路的总扰动进行估计并补偿,对负载摆角进行实时观测并反馈到前端对负载动态进行控制,进而形成了桥式起重机定位消摆双通道自抗扰闭环控制器,并对闭环系统的稳定性进行了严格的理论证明.仿真结果表明:所设计的扩张状态观测器组能够对台车运动及负载摆动的总扰动进行准确估计,对负载摆角进行实时观测,所设计的混合控制策略在模型参数发生变化和外扰作用下可全过程平稳将吊重搬运到目标位置,且能有效地抑制负载摆动.