桥式吊车

摘要： 桥式吊车系统受到外部干扰会影响系统的整体性能,且小车速度、负载摆角角速度、绳长变化速度在工程实际中难以测量。为了获取这些变量的估计信息,以便进行闭环控制,针对变绳长桥式吊车系统设计了一种非线性扩张状态观测器。该观测器将桥式吊车系统的参数摄动和外部干扰等扰动因素扩张成新状态,利用小车位置、负载摆角和绳长信息进行状态重构,在线实时估计小车速度、负载摆角角速度、绳长变化速度以及扰动等状态信息,并对给出的非线性扩张状态观测器进行了稳定性证明。Matlab仿真结果表明,各状态变量均能在0.3 s左右得到收敛。与线性扩张状态观测器相比,非线性扩张状态观测器能够获得更小峰值的观测结果。

摘要： 针对桥式吊车产生的二级摆问题,提出了一种新型自适应分层模糊滑模控制方法。该方法通过使用凸形滑模面,实时改变非线性系统各层滑模面的滑模面斜率,使系统在开始时响应快,在接近滑模面时减少超调量;其次,为改善非线性系统在滑模面附近出现的残摆和"抖振"现象,本研究方法引入了低通滤波器,降低了滑模面的开关频率;同时,利用模糊控制对滑模增益进行调节,以达到增强系统的自适应性和鲁棒性,并通过李雅普诺夫定理验证系统的稳定性。通过仿真和实验结果对比分析,与该研究领域前沿团队相比,该控制方法在抑制摆角的同时,二级摆摆角值降低了约16%,控制器性能较好。

摘要： 在桥式吊车作业过程中,负载升降使吊绳长度转变为状态变量,极易导致负载大幅摆动。为使吊车系统平稳安全高效运行,利用sigmoid函数构造光滑连续且包含加速、匀速、减速全过程、高阶可微、能满足实际物理约束的新型加速度轨迹;根据微分平坦理论,将台车位移与负载摆动复合,构建负载升降工况下的微分平坦输出模型。为保证平坦输出变量沿着期望参考轨迹平稳运行,设计轨迹跟踪控制器,实现升降工况下负载摆角和位移的一体化控制。为提高系统抵抗参数摄动、外部干扰的能力,将扩张状态观测器嵌入到微分平坦控制器中,以观测和补偿系统的总和扰动,并对该控制器的稳定性进行理论分析。研究结果表明:吊车微分平坦跟踪控制能在负载升降及干扰工况下,使负载沿着期望轨迹快速到达目标位置,并有效抑制负载运输过程中的摆动。

摘要： 针对欠驱动桥式吊车如何在有效载荷情况下快速定位和消摆这一问题,笔者开展桥式吊车系统数学模型和消摆控制策略的研究,设计一种新型的反义RNA 膜计算(aRNA-MC)优化算法,并将其分别用于最优比例积分微分(PID)控制器和最优滑模控制器的参数估计中.受反义RNA 对细胞内基因表达调控机制的启发,笔者提出的反义RNA 动态抑制规则可根据当前搜索进程动态调节抑制概率,兼顾算法初期的全局勘探和后期的局部开采,使得算法既具有较好的全局搜索能力,又具有较高的搜索精度.为实现欠驱动桥式吊车的最优消摆控制,将该对象在不同控制策略、不同评价函数和不同参数搜索算法下进行交叉实验.结果表明:基于反义RNA 膜计算的时间参与滑模控制可保证欠驱动桥式吊车快速、准确搬运负载的同时,抑制吊绳摆动,快速、高效地消除摆角.

摘要： 针对桥式吊车的防摆定位控制问题,提出了一种基于函数型伸缩因子的桥式吊车变论域模糊PID控制方法.先根据拉格朗日方程建立桥式吊车动力学方程,然后利用模糊规则设计出模糊PID控制策略,接着通过提出新型的函数型伸缩因子使模糊PID算法获得更精准的论域控制,同时没有过多增加计算复杂度,最后用MATLAB/Simulink仿真证实方法可行性,并且与PID和模糊PID两种方法进行比较.仿真结果表明,该方法响应速度快,定位稳态精度高,且对于不同的负载质量和吊绳绳长具有较好的鲁棒性.

摘要： 针对桥式吊车在运行过程中存在的货物摆动幅度较大和反应迟钝不能快速到达指定位置等问题,提出一种利用灰狼算法优化PID控制参数的桥式吊车PID控制系统.通过建立桥式吊车动力学模型;并对其位置和角度实行双PID控制,设计出相应的Simulink模型;进而将优化得出的PID参数与经验值得到的PID参数带入Simulink模型中进行仿真.结果表明,经灰狼算法优化的PID控制器具有良好的控制效果,验证了控制系统的有效性.

摘要： 针对桥式吊车在运行过程中存在的货物摆动幅度较大和反应迟钝不能快速到达指定位置等问题,提出一种利用灰狼算法优化PID控制参数的桥式吊车PID控制系统。通过建立桥式吊车动力学模型;并对其位置和角度实行双PID控制,设计出相应的Simulink模型;进而将优化得出的PID参数与经验值得到的PID参数带入Simulink模型中进行仿真。结果表明,经灰狼算法优化的PID控制器具有良好的控制效果,验证了控制系统的有效性。

摘要： 基于遗传算法设计了一种PID优化控制方法,以有效控制负载的运送并降低负载的摆动幅度.首先根据桥式吊车输入输出特性建立相应的PID控制器并设定其参数,因为桥式吊车是一种典型的欠驱动系统,其负载控制相比全驱动系统来说难度会增大很多.设定被优化参数的搜索范围,并给出相应的目标函数,最后对桥式吊车进行仿真并运用遗传算法迭代寻优.通过理论分析以及Simulink仿真实验,优化参数后的PID控制器在系统响应和抑制负载摆动方面都有了显著提高.

摘要： 针对桥式吊车的快速定位及抑制摆动问题,以滑模控制为基础,在Matlab仿真中采用粒子群算法对滑模控制器中的重要参数进行优化.同时,由于在传统的滑模控制当中,状态轨迹到达滑模面后,几乎无法严格按照滑模面向着平衡点滑动,而是在其两侧来回穿越,由此产生颤动即抖振,因此引入模糊控制来降低滑模控制中存在的抖振.结果表明:系统在快速定位及抑制摆动的同时也降低了控制量的抖振幅度,可见,经过粒子群算法及模糊规则优化后的桥式吊车滑模控制器具有良好的控制效果.

摘要： 针对欠驱动桥式吊车在起降过程中的定位与防摆问题，提出一种基于滑模模糊方法的自适应竖直起降控制策略，所提出的控制策略包括负载起降控制器与自适应防摆控制器2个部分。其中，起降控制器的目的是使负载平稳地达到指定高度，为此首先根据目标位置规划了一条理想的起降运动轨迹，然后通过将前馈与PD(Proportional-derivative)控制相结合来实现对理想轨迹的跟踪。防摆控制器将滑模控制与模糊控制相结合，它对系统参数变化、外界噪声具有很强的鲁棒性，同时引入了反映绳长变化的自适应调整机制，增强了起降过程中控制系统对绳长等参数变化的适应能力。通过大量的实验结果，验证了所提出的竖直起降控制策略可以有效地抑制负载的摆动，从而使其在起降过程中水平位置基本保持不变，并快速准确地达到指定的高度。

摘要： 本文提出了一种基于迭代策略的桥式吊车运动轨迹规划方法。首先根据约束条件和操作经验选择了一条S形参考轨迹，并针对吊车运动学方程的特点为其引入了抗摆环节；然后基于迭代策略规划出了一条理想的轨迹，并使用 Lyapunov方法对其稳定性进行了证明；最后对规划得到的轨迹进行了仿真验证，结果表明所规划的轨迹能实现对台车的精确定位和负载摆动的有效抑制。

摘要： 桥式吊车车轮啃道是起重机运行中普遍存在且比较难解决的问题。本文分析桥式吊车啃道产生的原因,论述和探讨解决桥式吊车啃道的处理方法。

摘要： 针对桥式吊车系统提出了一种基于能量分析的自适应控制器.采用该自适应控制器克服了系统中摩擦力以及空气阻力的干扰,实现了对负载物的快速、准确定位,并有效地抑制了负载物的摆动.此外,通过李亚普诺夫理论及拉塞尔不变性原理证明系统稳定性,仿真结果也证明这种自适应控制器能够对吊车系统进行良好的控制.

摘要： 本文论述了变频调速技术在靶场桥式吊车中的应用.介绍了变频器的选择方法及变频调速系统的具体实现,指出了变频调速系统中电磁干扰的主要来源、干扰途径及抗电磁干扰的具体措施,保证了整个变频调速系统的安全可靠运行.

摘要： 本文从稳定分析的角度提出了一种欠驱动系统的新型滑模控制方法.该方法将各个子系统的一个变量进行组合定义成一个中间变量,然后从这个中间变量出发构造滑模函数,从滑模控制器设计的角度求取控制量保证中间变量在有限时间内收敛到平衡点,这样就保证系统状态收敛到一个一个收敛域内,采用LaSalle不变性原理可以证明该收敛域内只有一个平衡点且是渐近稳定的.该滑模控制器能够保证系统的稳定性,并且在仿真实验中得到了验证.

摘要： 本文从稳定分析的角度提出了一种欠驱动系统的新型滑模控制方法.该方法将各个子系统的一个变量进行组合定义成一个中间变量,然后从这个中间变量出发构造滑模函数,从滑模控制器设计的角度求取控制量保证中间变量在有限时间内收敛到平衡点,这样就保证系统状态收敛到一个一个收敛域内,采用LaSalle不变性原理可以证明该收敛域内只有一个平衡点且是渐近稳定的.该滑模控制器能够保证系统的稳定性,并且在仿真实验中得到了验证.

摘要： 本文从稳定分析的角度提出了一种欠驱动系统的新型滑模控制方法.该方法将各个子系统的一个变量进行组合定义成一个中间变量,然后从这个中间变量出发构造滑模函数,从滑模控制器设计的角度求取控制量保证中间变量在有限时间内收敛到平衡点,这样就保证系统状态收敛到一个一个收敛域内,采用LaSalle不变性原理可以证明该收敛域内只有一个平衡点且是渐近稳定的.该滑模控制器能够保证系统的稳定性,并且在仿真实验中得到了验证.

摘要： 本文从稳定分析的角度提出了一种欠驱动系统的新型滑模控制方法.该方法将各个子系统的一个变量进行组合定义成一个中间变量,然后从这个中间变量出发构造滑模函数,从滑模控制器设计的角度求取控制量保证中间变量在有限时间内收敛到平衡点,这样就保证系统状态收敛到一个一个收敛域内,采用LaSalle不变性原理可以证明该收敛域内只有一个平衡点且是渐近稳定的.该滑模控制器能够保证系统的稳定性,并且在仿真实验中得到了验证.

摘要： 本发明公开了一种桥式吊车系统APD‑SMC控制器、桥式吊车系统及控制方法，其中，桥式吊车系统APD‑SMC控制器，所述桥式吊车系统包括台车、桥架和负载；定义台车的目标位置为pd，由台车的位移x和负载关于竖直方向上的摆角θ构成状态向量，进而得到桥式吊车系统的状态方程；再通过引入复合函数ξx、辅助函数、滑模面s以及双曲正切函数，得到桥式吊车系统APD‑SMC控制器。本发明通过增强台车位移与负载摆角之间的耦合关系，提升了系统的暂态控制性能。

摘要： 本发明公开了一种桥式吊车伸缩套筒式刚性定位装置，桥式吊车的小车底部设置伸缩套筒组，伸缩套筒组由多节的套筒、凸块部件和滚动轴承组成；多节的套筒是一种按截面由大到小顺序套入的多套筒结构；截面最小的单节套筒内底端固定动滑轮组，每个单节套筒由筒身、上端面和下端面组成，上端面和下端面四周均凸出筒身，下端面四周向筒身外侧凸出部分比上端面宽；筒身的侧面具有若干套筒开孔、若干滚动轴承安装孔和若干凸块安装孔；滚动轴承设置于滚动轴承安装孔中；本发明采用伸缩套筒组结构上下运动，不但可有效防止吊车启动、制动和运行过程中产生前后及左右的摆动，而且能实现高精度刚性快速吊运定位，安全、可靠和高效地吊运定位货物。

摘要： 可靠地检测成为行驶的障碍的障碍物，并且抑制将其他的桥式吊车误检测为障碍物。桥式吊车(100)具备：行驶部(20)，其沿着网格状轨道(R)行驶；主体部(10)，其与行驶部(20)连结且配置于比轨道靠下方的位置；以及检测部(40)，其配置于在行驶部(20)的行驶方向上比主体部(10)的中央靠后方侧且比主体部(10)靠下方的位置，通过朝向行驶方向的前方且下方照射检测光(L)，且接收检测光(L)的反射光来检测障碍物。

摘要： 本发明公开了一种桥式吊车系统APD‑SMC控制器、桥式吊车系统及控制方法，其中，桥式吊车系统APD‑SMC控制器，所述桥式吊车系统包括台车、桥架和负载；定义台车的目标位置为pd，由台车的位移x和负载关于竖直方向上的摆角θ构成状态向量，进而得到桥式吊车系统的状态方程；再通过引入复合函数ξx、辅助函数、滑模面s以及双曲正切函数，得到桥式吊车系统APD‑SMC控制器。本发明通过增强台车位移与负载摆角之间的耦合关系，提升了系统的暂态控制性能。

摘要： 本发明公开了一种壁行吊车梁兼作大吨位桥式吊车梁结构，其特点是上梁的腹板上设有数个螺栓连接的刚臂以及设置在刚臂上的上水平轨，下梁上设有下水平轨和下轨，壁吊设置在下轨上，其上、下两端分别与上水平轨和下水平轨为侧向滑动连接，壁吊与下轨为垂直向滑动连接，所述上水平轨由轨道梁固定设置在刚臂上；所述壁吊位于桥吊下且由下轨、上水平轨和下水平轨沿厂房纵向运行。本发明与现有技术相比不但满足了大吨位桥式吊车的运行，又能适合壁行吊车运行的要求，同时方便钢结构加工制作，运行平稳，结构简单，制造成本低，安装和维护方便，经济和安全性好。

摘要： 本发明公开了一种桥式吊车伸缩套筒式刚性定位装置，桥式吊车的小车底部设置伸缩套筒组，伸缩套筒组由多节的套筒、凸块部件和滚动轴承组成；多节的套筒是一种按截面由大到小顺序套入的多套筒结构；截面最小的单节套筒内底端固定动滑轮组，每个单节套筒由筒身、上端面和下端面组成，上端面和下端面四周均凸出筒身，下端面四周向筒身外侧凸出部分比上端面宽；筒身的侧面具有若干套筒开孔、若干滚动轴承安装孔和若干凸块安装孔；滚动轴承设置于滚动轴承安装孔中；本发明采用伸缩套筒组结构上下运动，不但可有效防止吊车启动、制动和运行过程中产生前后及左右的摆动，而且能实现高精度刚性快速吊运定位，安全、可靠和高效地吊运定位货物。

摘要： 本发明公开了一种基于有限时间复合的桥式吊车控制方法，属于吊车控制技术领域。本发明的方法包括先建立桥式吊车的动力学模型，而后根据桥式吊车的动力学模型设计有限时间控制器和有限时间滑模观测器；之后根据有限时间控制器和有限时间滑模观测器构建复合控制器，并根据复合控制器对桥式吊车进行控制。本发明克服了现有技术中防摆控制效果不佳的问题，提供了一种基于有限时间复合的桥式吊车控制方法，通过有限时间滑模观测器与和有限时间控制器的结合，抑制了由参数不确定性、建模误差等带来的干扰，提高了桥式吊车的防摆性能和抗干扰能力。

摘要： 本发明公开了一种桥式吊车的防摆控制方法，属于桥式吊车防摆技术领域。本发明的一种桥式吊车的防摆控制方法，包括S100、建立桥式吊车的运动方程；S200、根据桥式吊车的运动方程构建有限时间状态观测器和非奇异快速终端滑模控制器；S300、将有限时间状态观测器和非奇异快速终端滑模控制器进行结合并控制桥式吊车的运行。针对现有技术中桥式吊车的防摆效果较差的问题，本发明提供一种桥式吊车的防摆控制方法，通过有限时间状态观测器与非奇异终端滑模控制器的结合，使桥式吊车进行快速准确的定位和防摆，从而提高了桥式吊车的防摆效果。

摘要： 一种基于未知输入观测器技术的桥式吊车滑模控制方法，建立桥式吊车系统的动力学模型，初始化系统状态及控制参数；设计未知输入观测器；设计双层双曲趋近律；基于未知输入观测器和双层双曲趋近律，设计滑模控制器。本发明能够有效解决不同持续性非匹配扰动条件下桥式吊车的快速定位问题，有效抑制桥式吊车的负载残余摆动，保证控制输入的平稳。

摘要： 本实用新型公开了一种壁行吊车梁兼作大吨位桥式吊车梁结构，其特点是上梁的腹板上设有数个螺栓连接的刚臂以及设置在刚臂上的上水平轨，下梁上设有下水平轨和下轨，壁吊设置在下轨上，其上、下两端分别与上水平轨和下水平轨为侧向滑动连接，壁吊与下轨为垂直向滑动连接，所述上水平轨由轨道梁固定设置在刚臂上；所述壁吊位于桥吊下且由下轨、上水平轨和下水平轨沿厂房纵向运行。本实用新型与现有技术相比不但满足了大吨位桥式吊车的运行，又能适合壁行吊车运行的要求，同时方便钢结构加工制作，运行平稳，结构简单，制造成本低，安装和维护方便，经济和安全性好。