基于分数阶PID的硬臂挖泥船精挖控制器

摘要

硬臂挖泥船精挖/平挖控制系统是一种典型的大惯性非线性复杂受控系统,且系统在重复任务时易受到负载扰动,为此设计了基于分数阶PID控制器的硬臂精挖控制器,其不仅较好地适应了精挖/平挖系统的非线性特性,而且可以提高期望跟踪位置的准确性.首先以硬臂挖泥船抓斗为研究对象进行数学建模,然后利用MATLAB/Simulink设计精挖控制系统分数阶PID控制器,并通过数值仿真获得硬臂抓斗运行稳定性各评价指标的响应曲线,最后与其他控制策略进行了仿真对比分析,结果表明:分数阶PID精挖控制器可以有效提高硬臂挖泥船精挖/平挖控制系统动态性能以及抗扰动能力,其在调节性能和鲁棒性均有一定提升,这为硬臂挖泥船控制系统设计提供了较好借鉴.