本文關(guān)鍵詞：起重船吊物系統(tǒng)的控制研究

  更多相關(guān)文章： 數(shù)值仿真 前饋反饋控制 D_H建模 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 軌跡跟蹤 滑模變結(jié)構(gòu)控制

【摘要】：隨著當(dāng)前全球?qū)Ｑ筚Y源的大力開發(fā)，起重船作為海洋工程中常用的工程船舶，是海上裝卸、建造的必備工具，越來越受到各國的關(guān)注。起重船在海上作業(yè)時，難免會受到風(fēng)浪的影響，船體因此會發(fā)生搖擺而致使作業(yè)無法正常進行，嚴(yán)重時，還會引發(fā)起重船船體傾覆，后果不堪設(shè)想。因此有必要對起重船的吊物系統(tǒng)進行控制研究，使吊物擺角控制在安全范圍內(nèi)，提高吊物系統(tǒng)的自動化與智能化，這對于保證起重船快速平穩(wěn)的作業(yè)具有重大的意義。 本文以起重船海上起吊作業(yè)情況為背景，首先對海洋波面的運動做了一定的研究，建立了海上規(guī)則波的波面運動方程。然后以規(guī)則波作為吊物系統(tǒng)的干擾激勵，運用拉格朗日法建立了吊物系統(tǒng)的動力學(xué)方程，在MATLAB中采用數(shù)值分析法得出了影響吊物系統(tǒng)的動力響應(yīng)的三個因素，分別是吊繩長度、起吊速度及激勵頻率。 然后根據(jù)吊物系統(tǒng)的動力響應(yīng)結(jié)果，對吊物控制系統(tǒng)構(gòu)建了一個前饋反饋控制器整體框架，前饋控制器是由ELM極限學(xué)習(xí)機構(gòu)成，，反饋控制器是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與滑模變結(jié)構(gòu)控制相結(jié)合設(shè)計。再結(jié)合船用起重機的結(jié)構(gòu)特點，在起重機機械臂末端增加兩個運動方向相互垂直的液壓缸，以此為執(zhí)行機構(gòu)，分別對船體的橫搖與縱搖進行角度補償，參照機器人手臂建模的方法，利用D_H建模法建立了吊臂控制系統(tǒng)的模型。 接著對起重船擺動軌跡跟蹤進行了具體的研究，用于前饋控制。由于傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在缺陷，提出一種基于極端學(xué)習(xí)機ELM算法的軌跡跟蹤方法，對ELM算法的理論及步驟進行了探討，并與傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進行對比，分析仿真結(jié)果，得出了ELM算法的可行性與優(yōu)越性。 最后設(shè)計了神經(jīng)滑�？刂破鳎糜诜答伩刂�。利用滑模變結(jié)構(gòu)控制的強魯棒性，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)超強的自學(xué)習(xí)能力，采用ELM網(wǎng)絡(luò)對滑模變結(jié)構(gòu)控制切換項的增益進行調(diào)節(jié)，降低了滑�？刂频亩墩�，提高了整體控制性能。最后將控制器用于吊物系統(tǒng)擺動控制中去，分析吊物擺動控制的仿真效果，結(jié)果顯示該控制系統(tǒng)能夠較好的實現(xiàn)吊物擺角控制。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U674.35

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李世敬,王解法,馮祖仁;基于自適應(yīng)變結(jié)構(gòu)控制的機器人系統(tǒng)仿真研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2002年09期

本文編號：1289552