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题名带有双球面摆和变绳长效应的桥式起重机轨迹规划
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作者
李刚
马昕
李轾
李贻斌
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机构
山东大学控制科学与工程学院机器人研究中心
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出处
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期911-923,共13页
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基金
山东省重点研发计划项目(2021CXGC010701)
山东省中央引导地方科技发展资金项目(YDZX2023042)
+1 种基金
国家自然科学基金科学中心项目(62188101)
国家自然科学基金-山东省政府联合基金(U1706228)资助。
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文摘
带有双球面摆和变绳长效应的桥式起重机具有多输入多输出以及欠驱动的动力学特性,目前仍缺乏有效的控制策略.在台车移动、桥架移动、负载升降同步作业过程中,吊钩和负载两级球面摆动特性更为复杂,各状态量之间的非线性耦合关系更强,桥式起重机的防摆控制更具挑战性.不仅如此,现有方法无法保证桥式起重机系统全状态量的暂态控制性能.为解决上述问题,提出一种基于多项式的优化轨迹规划方法.首先,在未进行近似简化的前提下,使用拉格朗日方法建立带有双球面摆和变绳长效应的7自由度(Seven degree-of-freedom,7-DOF)桥式起重机的精确动力学模型.在此基础上,构造一组包含各状态量的辅助信号,将施加在台车、桥架、绳长以及吊钩、负载摆动上的约束转化为对辅助信号的约束,从而将桥式起重机的轨迹规划问题转化为与辅助信号相关的时间优化问题,并使用二分法求解.该轨迹规划方法不仅缩短了吊运时间,而且确保了全状态量满足约束条件.最后,仿真结果证明了动力学模型的准确性和轨迹规划方法的有效性.
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关键词
欠驱动起重机
多输入多输出系统
轨迹规划
防摆控制
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Keywords
Underactuated crane
multi-input multi-output system
trajectory planning
anti-swing control
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分类号
TH215
[机械工程—机械制造及自动化]
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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