基于滑模自抗扰控制的变绳长塔机防摆控制

作者：王祥,陈志梅,邵雪卷,等. 日期：2023-05-25/span> 浏览：1421 查看PDF文档

摘要:塔式起重机在实际应用中,由于绳长的变化会加剧负载(货物)的摆动,使得货物很难被快速、准确地运输到指定的位置。因此,为了对塔式起重机负载进行精确定位及防摆控制,提出了一种基于滑模自抗扰控制(SMADRC)的变绳长塔机防摆控制方法。首先,根据拉格朗日方程得出了系统的动力学方程,并依据动力学方程将系统分为了变幅、回转、提升3个子系统,并对每个子系统分别设计了线性扩张状态观测器(LESO),观测和补偿了对应回路中因参数变化、系统耦合及外界因素引起的未知总干扰;然后,结合滑模控制(SMC),设计了带有干扰补偿的非线性误差反馈控制律;最后,在MATLAB/Simulink中,在快速性、鲁棒性方面,对比分析了滑模控制方法与滑模自抗扰控制方法的控制性能。研究结果表明:相比于滑模控制方法,滑模自抗扰控制方法对塔机防摆控制时间缩短了25.5%,并且该方法不仅可以提高塔机的快速响应性能,而且具有较强的鲁棒性和自适应性,可以对塔式起重机负载进行精确定位及有效的防摆控制。

关键词:塔式起重机;滑模自抗扰控制;滑模控制;线性扩张状态观测器;非线性误差反馈控制律;鲁棒性

中图分类号:TH213.3;TP273文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)03-0444-08


本文引用格式:

王祥,陈志梅,邵雪卷,等.基于滑模自抗扰控制的变绳长塔机防摆控制［J］.机电工程,2023,40(3):444-451.

WANG Xiang, CHEN Zhi-mei, SHAO Xue-juan, et al. Anti-sway control for changing rope length tower crane based on sliding mode active disturbance rejection control［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(3):444-451.