【摘 要】
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为满足岸边集装箱装卸桥高效率的装卸要求,促进港口物流行业的蓬勃发展,同步实现岸桥小车精准定位和吊载摆动控制是热门的研究课题。根据有无反馈信号,防摆技术主要有开环控制、闭环控制,其中开环控制对数学建模要求较高,鲁棒性差,所以控制效果一般;闭环控制在作业过程中实时采集摆角,控制效果较好。所以本文采用闭环控制方法对岸桥吊载摆动控制进行研究。首先建立岸桥吊载摆动系统的数学模型,利用分析力学中拉格朗日方程法
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为满足岸边集装箱装卸桥高效率的装卸要求,促进港口物流行业的蓬勃发展,同步实现岸桥小车精准定位和吊载摆动控制是热门的研究课题。根据有无反馈信号,防摆技术主要有开环控制、闭环控制,其中开环控制对数学建模要求较高,鲁棒性差,所以控制效果一般;闭环控制在作业过程中实时采集摆角,控制效果较好。所以本文采用闭环控制方法对岸桥吊载摆动控制进行研究。首先建立岸桥吊载摆动系统的数学模型,利用分析力学中拉格朗日方程法推导岸桥吊载摆动系统的动力学微分方程,对岸桥吊载摆动系统数学模型的状态空间方程进行研究,证明了系统数学模型具有稳定性、能控性和能观性。在Simulink环境中建立岸桥吊载摆动系统模型,设计基于PID控制的岸桥防摆控制器,仿真结果表明基于PID控制的岸桥防摆控制器有一定的防摆效果,但存在不能实时整定参数的缺点。其次将常规PID控制与模糊逻辑思想相结合,形成岸桥防摆模糊自适应PID控制系统（FPID）,对岸桥防摆FPID控制的Simulink模型进行仿真分析,结果表明FPID控制系统能使小车快速到达目标位置且吊载最大摆角减小,但发现FPID控制器仍有改进空间。最后提出一种高效的改进粒子群算法（IPSO）对岸桥防摆PID控制器改进优化,形成岸桥防摆IPSO-PID控制的Simulink模型,并对其进行仿真分析,结果表明IPSO-PID控制系统能够同步实现岸桥小车精确定位和抑制吊载摆角,且动态性能好。本文岸桥防摆IPSO-PID控制系统对岸桥吊载防摆有一定的工程应用价值。
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