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基于新型滑模算法的双摆旋转起重机消摆跟踪控制 被引量:13
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作者 欧阳慧珉 王健 +2 位作者 张广明 梅磊 邓歆 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1344-1353,共10页
本文针对旋转起重机系统中旋臂定位和两级摆动抑制问题,提出一种含有非线性滑模面的滑模控制算法.不同于传统的线性滑模面,非线性滑模面可以使闭环系统的阻尼比从开始的较小值变化为最终的较大值.较小的阻尼比可以为系统提供较快的响应... 本文针对旋转起重机系统中旋臂定位和两级摆动抑制问题,提出一种含有非线性滑模面的滑模控制算法.不同于传统的线性滑模面,非线性滑模面可以使闭环系统的阻尼比从开始的较小值变化为最终的较大值.较小的阻尼比可以为系统提供较快的响应速度而较大的阻尼比则可减小超调量从而使得旋臂更加精确地跟踪给定轨迹.通过李雅普诺夫定理验证系统稳定性.比较仿真结果表明,该方法在实现摆角抑制的同时,起伏角和旋转角的跟踪误差分别降低了大约40%和52%. 展开更多
关键词 旋转起重机 双摆效应 跟踪控制 消摆控制 非线性滑模面
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回转起重机防摇试验台设计与实验 被引量:8
2
作者 王生海 于光超 +2 位作者 张志江 陈海泉 孙玉清 《船舶工程》 北大核心 2015年第S1期113-116,共4页
针对回转起重机摆动抑制问题,提出一种吊盘式机械防摇系统,其基本思想是在吊物上方装一个吊盘,通过吊盘阻碍吊物的单摆运动,减小摆动幅度。针对提出的吊盘式机械防摇系统,进行了回转起重机防摇试验台设计与实验研究。防摇实验验证了所... 针对回转起重机摆动抑制问题,提出一种吊盘式机械防摇系统,其基本思想是在吊物上方装一个吊盘,通过吊盘阻碍吊物的单摆运动,减小摆动幅度。针对提出的吊盘式机械防摇系统,进行了回转起重机防摇试验台设计与实验研究。防摇实验验证了所提防摇系统的有效性。 展开更多
关键词 回转起重机 防摇系统 航标船
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回转式起重机载荷摆动模型及误差分析 被引量:4
3
作者 董明晓 郑康平 +2 位作者 姜虹 龚堰珏 王小椿 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第7期1398-1400,共3页
本文针对回转式起重机载荷运动及摆动的特点,建立了极坐标系和非惯性笛卡儿坐标系,根据拉格朗日方程建立起重机在同时进行变幅、回转和起升运动的工况下载荷摆动的非线性模型和线性化模型,对于模型线性化过程中存在的误差进行了定量分析... 本文针对回转式起重机载荷运动及摆动的特点,建立了极坐标系和非惯性笛卡儿坐标系,根据拉格朗日方程建立起重机在同时进行变幅、回转和起升运动的工况下载荷摆动的非线性模型和线性化模型,对于模型线性化过程中存在的误差进行了定量分析,揭示了动力学参数对载荷摆动频率、最大摆角和摆动中心线倾斜量的影响规律,从而更精确描述系统的动力学特性,为实现起重机消摆控制提供了理论依据。 展开更多
关键词 回转式起重机 载荷摆动 拉格朗日方程 误差分析
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双摆旋转起重机轨迹生成 被引量:7
4
作者 欧阳慧珉 王健 +2 位作者 张广明 梅磊 邓歆 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1265-1274,共10页
虽然起重机系统的荷载摆动呈现出双摆特性比单摆特性更加接近于实际生产,但是,在这种情况下,系统特性分析和控制器的设计难度将大大增加.为此,本文提出一种基于S型曲线轨迹生成法实现旋转起重机两级残留摆角的抑制.首先根据拉格朗日运... 虽然起重机系统的荷载摆动呈现出双摆特性比单摆特性更加接近于实际生产,但是,在这种情况下,系统特性分析和控制器的设计难度将大大增加.为此,本文提出一种基于S型曲线轨迹生成法实现旋转起重机两级残留摆角的抑制.首先根据拉格朗日运动方程推导出双摆旋转起重机的数学模型,再采用干扰观测器对该模型中的摩擦项、各子系统之间的耦合项进行补偿从而获得线性模型.由于各子系统中的一、二级摆角仍然是耦合的,因此采用模态分析对其进一步简化从而获得各自子系统的线性解耦模型.其次,分别为各子系统设计S型曲线轨迹,相关参数可通过求解代数方程获得.最后,数值仿真验证该方法的有效性. 展开更多
关键词 旋转起重机 双摆效应 轨迹生成
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旋转起重机建模及负载摆动的最优控制 被引量:5
5
作者 沈滢 曹金城 王玲 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第3期605-608,共4页
目的通过建立旋转起重机的数学模型,了解负载摆动的机理,从而实现对该摆动的最优控制.方法利用空间几何关系及牛顿力学原理建立数学模型,经实验结果与仿真结果的比较验证模型的精确性,并利用DFP法进行最优控制量的计算.结果最优控制计... 目的通过建立旋转起重机的数学模型,了解负载摆动的机理,从而实现对该摆动的最优控制.方法利用空间几何关系及牛顿力学原理建立数学模型,经实验结果与仿真结果的比较验证模型的精确性,并利用DFP法进行最优控制量的计算.结果最优控制计算结果表明,当负载运行轨迹在水平面的投影为直线时,控制效果最佳,负载的残留摆动被有效抑制.结论旋转起重机采用直线搬送方式时,消除了离心力的作用,从而使负载在搬送过程中的摆动最小,并在到达目的地时完全停止摆动,是一种十分有效的运行方式,对实际生产过程具有指导意义. 展开更多
关键词 旋转起重机 负载摆动 直线搬送 DFP法
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基于LMI的旋转起重机鲁棒控制器设计 被引量:5
6
作者 欧阳慧珉 佐野滋则 +3 位作者 内山直树 张广明 王德明 梅磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期106-112,共7页
悬绳和荷载组成的振动系统的固有频率变化会对控制系统的稳定性和控制性能产生影响,因此针对此问题提出一种低复杂度的鲁棒控制器设计方法。首先,采用干扰观测器导出起重机的线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量以及旋转速度等参数... 悬绳和荷载组成的振动系统的固有频率变化会对控制系统的稳定性和控制性能产生影响,因此针对此问题提出一种低复杂度的鲁棒控制器设计方法。首先,采用干扰观测器导出起重机的线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量以及旋转速度等参数变化具有鲁棒性。其次,基于该线性模型设计一个含有积分器的状态反馈控制器,其增益通过线性矩阵不等式(LMI)优化算法求出,并且该控制器对于绳长变化具有鲁棒性。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现在无测量绳长的传感器系统的情况下容易地操作起重机,从而大大地简化其结构和降低其安装成本。 展开更多
关键词 旋转起重机 运动控制 鲁棒控制 含有积分器的状态反馈控制
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基于S型曲线轨道的旋转起重机残留摆角抑制 被引量:5
7
作者 欧阳慧珉 张广明 +1 位作者 梅磊 邓歆 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第23期165-172,189,共9页
旋转起重机被广泛地用于各种场合来运输沉重物体或有害材料,例如建筑工地,工厂,核设施以及港湾等。由于旋臂的旋转运动会使荷载产生一个二维摆角,因此针对此问题提出一种轨道生成的方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的残留消摆控制。... 旋转起重机被广泛地用于各种场合来运输沉重物体或有害材料,例如建筑工地,工厂,核设施以及港湾等。由于旋臂的旋转运动会使荷载产生一个二维摆角,因此针对此问题提出一种轨道生成的方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的残留消摆控制。首先,导出一个包含离心力项的起重机部分线性模型。其次,基于该模型通过数值计算生成预先考虑了残留摆角的S型曲线轨道。其中各个参数只需通过求解代数方程即可得到,降低了控制器设计的难度。同时该轨道可以应用于常用的工业控制器中从而降低了系统构建成本。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现在无测量摆角的传感器系统情况下准确地操作起重机,从而大大地简化其结构和降低其安装成本。 展开更多
关键词 旋转起重机 运动控制 残留摆角抑制S型曲线轨道 跟踪控制
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回转式起重机吊盘防摇装置张力模型分析 被引量:5
8
作者 陈鑫阳 陈海泉 +2 位作者 孙玉清 王生海 刘转照 《船舶工程》 北大核心 2016年第3期46-49,76,共5页
文章介绍了船用起重机吊盘式机械防摇装置的工作原理,对吊盘式防摇装置的吊盘收放绳建立数学模型,通过Simulink仿真分析,得出吊盘收放绳竖直方向夹角与吊盘收放绳受力的关系曲线。根据仿真分析结果,结合回转式起重机缩比模型和船舶摇摆... 文章介绍了船用起重机吊盘式机械防摇装置的工作原理,对吊盘式防摇装置的吊盘收放绳建立数学模型,通过Simulink仿真分析,得出吊盘收放绳竖直方向夹角与吊盘收放绳受力的关系曲线。根据仿真分析结果,结合回转式起重机缩比模型和船舶摇摆平台,对回转式起重机进行防摇试验,对不同夹角下起重机的防摇效果进行验证。 展开更多
关键词 回转式起重机 吊盘式防摇装置 SIMULINK仿真 张力分析 模型试验
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只利用旋臂旋转运动的起重机消摆控制 被引量:5
9
作者 欧阳慧珉 内山直树 +3 位作者 佐野滋则 张广明 王德明 梅磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期131-137,共7页
针对在起重机系统中由旋臂旋转运动产生的二维荷载摆角问题提出一种只基于旋臂旋转运动的控制方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的消摆控制。首先,采用干扰观测器导出起重机的部分线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量等参数变化具... 针对在起重机系统中由旋臂旋转运动产生的二维荷载摆角问题提出一种只基于旋臂旋转运动的控制方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的消摆控制。首先,采用干扰观测器导出起重机的部分线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量等参数变化具有鲁棒性。其次,基于该模型设计一个非线性控制器,并应用李雅普诺夫稳定性定理确保控制系统的稳定性。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现一种无需控制旋臂起伏运动的执行机构的起重机,从而大大地简化其结构和降低其制造成本。 展开更多
关键词 旋转起重机 运动控制 非线性控制 李雅普诺夫稳定性定理 消摆控制
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回转式起重机输入整形防摆控制研究 被引量:5
10
作者 李伯全 付文涛 许军成 《电子科技》 2017年第2期105-109,共5页
针对回转式起重机作业过程引起吊重摆动导致生产效率降低,构成安全隐患的问题,应用输入整形技术抑制起重机吊重摆动。对回转式起重机进行分析,建立回转式起重机数学模型;阐述输入整形防摆原理,设计回转式起重机防摆输入整形器,并在Matla... 针对回转式起重机作业过程引起吊重摆动导致生产效率降低,构成安全隐患的问题,应用输入整形技术抑制起重机吊重摆动。对回转式起重机进行分析,建立回转式起重机数学模型;阐述输入整形防摆原理,设计回转式起重机防摆输入整形器,并在Matlab/Simulink中对加入防摆输入整形器的起重机模型进行了回转及俯仰运动的仿真分析。研究结果表明,输入整形在抑制回转式起重机吊重摆动方面有明显的效果,具有一定的工程价值。 展开更多
关键词 回转式起重机 输入整形 防摆 MATLAB
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回转式起重机吊摆系统的建模与仿真分析 被引量:5
11
作者 姜银方 姬胜杰 +2 位作者 潘凌云 刘桥振 蒋俊俊 《电子科技》 2015年第10期22-26,共5页
针对回转式起重机作业中吊重摆动所带来的精准定位难、工作效率及安全性较低的问题,文中根据分析力学相关原理构建了回转式起重机吊重摆动系统的数学模型,并借助Matlab对该起重机三大运动情况下吊摆模型的运动特征进行了仿真分析。不仅... 针对回转式起重机作业中吊重摆动所带来的精准定位难、工作效率及安全性较低的问题,文中根据分析力学相关原理构建了回转式起重机吊重摆动系统的数学模型,并借助Matlab对该起重机三大运动情况下吊摆模型的运动特征进行了仿真分析。不仅提供了起重机吊摆系统的建模方法,且表明了回转式起重机吊重的摆动特征,有利于对回转式起重机吊重摆动的消摆控制的进一步研究。 展开更多
关键词 回转式起重机 吊摆系统 数学模型 Matlab仿真分析
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基于输入整形的回转式起重机吊摆系统防摆控制器的设计与分析 被引量:4
12
作者 潘凌云 姜银方 +1 位作者 姬胜杰 刘桥振 《机械制造与自动化》 2017年第4期215-218,共4页
针对回转式起重机吊摆系统的摆动特征,设计了适合吊摆系统的ZVD输入整形防摆控制器,并在MATLAB/Simulink环境中对基于输入整形防摆控制器的吊摆系统模型进行了回转及俯仰运动的仿真分析。通过整形前和整形后系统在相应运动情况下吊重摆... 针对回转式起重机吊摆系统的摆动特征,设计了适合吊摆系统的ZVD输入整形防摆控制器,并在MATLAB/Simulink环境中对基于输入整形防摆控制器的吊摆系统模型进行了回转及俯仰运动的仿真分析。通过整形前和整形后系统在相应运动情况下吊重摆动幅度的对比,验证了输入整形防摆控制器在抑制海上集成转载平台起重机吊重摆动方面的有效性。 展开更多
关键词 回转式起重机 吊摆系统 ZVD输入整形 防摆控制器
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起重船旋转吊机的布置及支撑结构设计 被引量:4
13
作者 马亮 蒋晟梧 李明明 《广东造船》 2021年第2期30-33,共4页
对于水上起吊作业工程船,其工作甲板上会设置旋转吊机作为主要工作设备,对其工作环境有严格要求,而且需要做足够强度的支撑加强。本文叙述了通过有限元建模进行吊机支撑结构的直接计算,校核吊机的船体支撑结构是否满足CCS《钢质海船入... 对于水上起吊作业工程船,其工作甲板上会设置旋转吊机作为主要工作设备,对其工作环境有严格要求,而且需要做足够强度的支撑加强。本文叙述了通过有限元建模进行吊机支撑结构的直接计算,校核吊机的船体支撑结构是否满足CCS《钢质海船入级规范》及其修改通报、CCS《船舶与海上起重设备规范》及CCS《油船结构直接计算分析指南》的强度和屈曲要求,为相关技术人员在结构设计中提供参考。 展开更多
关键词 旋转吊机 筒体支撑 有限元
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输入整形法在旋转起重机消摆控制中的应用 被引量:3
14
作者 姜晓杰 梅志千 +1 位作者 李向国 孙雷 《机电工程》 CAS 2013年第7期842-846,共5页
针对旋转起重机在作业中由于惯性力、离心力和外界干扰的存在,吊重会产生摆动,从而影响生产效率,增加安全隐患的问题,将输入整形技术应用到起重机的消摆中。首先,对旋转起重机进行分析,建立了旋转起重机数学模型,得出了动力学方程;然后... 针对旋转起重机在作业中由于惯性力、离心力和外界干扰的存在,吊重会产生摆动,从而影响生产效率,增加安全隐患的问题,将输入整形技术应用到起重机的消摆中。首先,对旋转起重机进行分析,建立了旋转起重机数学模型,得出了动力学方程;然后阐述了输入整形法的消摆原理;最后,利用Matlab中RTW模块构建半实物仿真实验平台,以旋转起重机样机为实验对象,设计了零振荡(ZV)输入整形器,把输入整形算法应用到抑制吊重残余摆动中。通过整形前后吊重在平面内摆角的比较,发现ZV法有效地抑制了吊重在起重机运行结束后的残余摆动,能够将摆动抑制到整形前的10%左右。研究结果表明,输入整形法在旋转起重机消摆问题上能够起到良好的效果,且易于实现,具有一定的工程价值。 展开更多
关键词 旋转起重机 输入整形 消摆 MATLAB 零振荡
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回转起重机的建模与控制
15
作者 董明晓 张素 宋传增 《机电产品开发与创新》 2005年第1期106-108,共3页
综述了国内外回转起重机建模方法和控制策略,讨论分析了这些方法和策略应用的可行性、局限性和回转起重机动力学特性,提出实用的建模方法和可行的控制策略。
关键词 回转起重机 动力学特性 控制策略 建模
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基于坐标变换的旋转起重机直线搬送最优控制 被引量:2
16
作者 沈滢 关日 王玲 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第6期1207-1211,共5页
目的通过建立旋转起重机直线搬送方式的二维数学模型,减少变量数量,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.方法利用拉格郎日方程推导旋转起重机直线搬送的二维数学模型,计算模型参数和二维-三维变换公... 目的通过建立旋转起重机直线搬送方式的二维数学模型,减少变量数量,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.方法利用拉格郎日方程推导旋转起重机直线搬送的二维数学模型,计算模型参数和二维-三维变换公式,利用DFP法进行最优控制量的计算,最终得到实际控制输入,并通过实验结果与仿真结果的比较验证模型的精确性.结果使用二维模型得到的最优控制量与使用三维模型时得到的结果完全相同,但计算时间缩减约99%.结论使用旋转起重机直线搬送方式,能快速得到最优控制量,从而实现对旋转起重机的实时控制,是一种十分有效的运行方式. 展开更多
关键词 旋转起重机 直线搬送方式 最优控制 负载摆动 拉格朗日方程 DFP法
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防摇功能在回转起重机上的运用 被引量:1
17
作者 朱晨嵘 王佳俊 罗佩玉 《起重运输机械》 2023年第16期65-70,共6页
回转机构作为回转起重机使用频率最高的机构,该机构效率直接影响起重机的作业效率,文中主要针对回转起重机的作业特点,通过数学建模找到回转机构的作业规律,通过适时改变回转机构的加减速时间实现缩短回转机构在启动、停止过程中的摆动... 回转机构作为回转起重机使用频率最高的机构,该机构效率直接影响起重机的作业效率,文中主要针对回转起重机的作业特点,通过数学建模找到回转机构的作业规律,通过适时改变回转机构的加减速时间实现缩短回转机构在启动、停止过程中的摆动周期时间。 展开更多
关键词 回转起重机 防摇 摆动周期 数学建模
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Model-Based Adaptive Predictive Control with Visual Servo of a Rotary Crane System
18
作者 Zhi-Ren Tsai Yau-Zen Chang 《Journal of Electronic Science and Technology》 CAS CSCD 2018年第2期169-174,共6页
This paper investigated the implementation of an adaptive predictive controller using nonlinear dynamic echo state neural (ESN) model for a rotary crane system by the visual servo method. The control sequences withi... This paper investigated the implementation of an adaptive predictive controller using nonlinear dynamic echo state neural (ESN) model for a rotary crane system by the visual servo method. The control sequences within the control horizon were described using cubic spline interpolation to enlarge the predictive horizon. Verification of the proposed scheme in the face of exogenous disturbances and modeling error with inaccurate string length was demonstrated by both simulations and experiments. 展开更多
关键词 Adaptive predictive controller echo state neural(ESN) model exogenous disturbances modeling error rotary crane
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上回转塔式起重机平衡重计算方法
19
作者 姜辰 《科技创新与应用》 2024年第4期144-147,共4页
为进一步提高上回转塔式起重机的抗倾覆能力,提高其工作稳定性,保证起重机平衡重设计的精准性,以更好地满足操作需求和工作需要,该文分析上回转塔式起重机平衡重的作用及影响、平衡重计算方法问题及改进,研究上回转塔式起重机的构造,并... 为进一步提高上回转塔式起重机的抗倾覆能力,提高其工作稳定性,保证起重机平衡重设计的精准性,以更好地满足操作需求和工作需要,该文分析上回转塔式起重机平衡重的作用及影响、平衡重计算方法问题及改进,研究上回转塔式起重机的构造,并重点探究科学的上回转塔式起重机平衡重计算方法,以期为相关工作提供一定帮助。 展开更多
关键词 上回转塔式起重机 平衡臂 平衡重 计算方法 改进方法
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上旋转桥式起重机的两种典型回转机构 被引量:1
20
作者 高立程 《山西冶金》 CAS 2019年第3期66-67,70,共3页
简要介绍了旋转桥式起重机,提出了上旋转桥式起重机的两种典型回转机构,即环轨式回转机构和回转支承式回转机构,并对这两种机构进行了详细介绍和对比。
关键词 上旋转桥式起重机 环轨式回转机构 回转支承式回转机构
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