隨著被吊運物體的大型化,重載化以及吊運環(huán)境需求的多樣化,人們對起重機裝備提出了更高的要求。單個起重機工作能力有限,難以滿足在復(fù)雜的工作環(huán)境下,吊裝重載化大型化載荷的工程需要。多起重機協(xié)同作業(yè)成為一種可行的解決方案。然而依賴人工經(jīng)驗不能滿足安全可靠的要求,易發(fā)生重大連鎖事故。所以,對多起重機協(xié)同作業(yè)控制問題的研究有非常重要的理論和工程實際意義。動力學(xué)模型是研究多起重機協(xié)同作業(yè)控制問題的基礎(chǔ)。本文針對起重機協(xié)同作業(yè)的特點,將多起重機系統(tǒng)的力學(xué)分析解耦成兩個部分。首先,針對系統(tǒng)中的有效載荷采用拉格朗日法建立了其六自由度動力學(xué)模型。然后,針對系統(tǒng)中單個起重機,在已知有效載荷運動方式和吊繩拉力的情況下,使用逆動力學(xué)分析了單個起重機運動規(guī)律及驅(qū)動。然后根據(jù)有效載荷的動力學(xué)模型應(yīng)用保辛最優(yōu)控制算法,以最小能耗為性能指標(biāo),考慮了起重機鋼絲繩極限拉力,有效載荷移動速度,姿態(tài)變化幅度,躲避障礙等與起重機安全性緊密相關(guān)的約束條件,求解有效載荷從指定起點靜止?fàn)顟B(tài)到指定終點靜止?fàn)顟B(tài)且可以躲避障礙的最優(yōu)運動方式及所需控制力。根據(jù)最優(yōu)控制解結(jié)合逆動力學(xué)求解了多起重機系統(tǒng)的運動規(guī)律以及需要提供的動力。使用ADAMS軟...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 起重機模建研究
    1.3 起重機吊運中的控制方案
    1.4 本文工作
2 起重機協(xié)同作業(yè)動力學(xué)方程
    2.1 起重機結(jié)構(gòu)描述
    2.2 拉格朗日動力學(xué)方程
    2.3 狀態(tài)空間轉(zhuǎn)化
    2.4 起重機驅(qū)動逆動力學(xué)
        2.4.1 起重機吊臂上端點的運動規(guī)律
        2.4.2 起重機的運動規(guī)律
        2.4.3 起重機的動力
3 基于保辛最優(yōu)控制的起重機協(xié)同吊運軌跡規(guī)劃
    3.1 有約束的序列保辛最優(yōu)控制算法
    3.2 起重機協(xié)同吊運避障控制問題描述
        3.2.1 約束條件
        3.2.2 性能指標(biāo)
        3.2.3 模型參數(shù)
    3.3 起重機協(xié)同吊運避障問題
        3.3.1 模型準(zhǔn)確性驗證
        3.3.2 四起重機協(xié)同吊裝重物避障能耗對比算例
4 基于模型預(yù)測控制的起重機協(xié)同吊運軌跡優(yōu)化
    4.1 模型預(yù)測控制算法
    4.2 模型預(yù)測控制器設(shè)計
        4.2.1 控制目標(biāo)
        4.2.2 約束條件
        4.2.3 線性化動力學(xué)方程
    4.3 起重機協(xié)同吊運軌跡跟蹤避障數(shù)值仿真
        4.3.1 關(guān)于狀態(tài)權(quán)重矩陣的討論
        4.3.2 關(guān)于初始條件擾動魯棒性的討論
        4.3.3 外界狀態(tài)干擾魯棒性的討論
5 結(jié)論
參考文獻
附錄 第3章部分公式
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3783319