隨著港口貨物裝載的發(fā)展日趨智能化和自動(dòng)化,對(duì)集裝箱起重機(jī)的控制要求也越來(lái)越高。由于起重機(jī)-吊載組成的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性,小車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)使吊載產(chǎn)生搖擺,這樣不僅降低了作業(yè)效率,更是增加了安全隱患。因此實(shí)現(xiàn)起重機(jī)小車(chē)快速到達(dá)目標(biāo)位置且減小吊載擺動(dòng)角度,防搖控制是值得研究的一個(gè)問(wèn)題。本文為了解決這一問(wèn)題,作了如下幾個(gè)部分的工作:一,針對(duì)起重機(jī)-吊載組成的系統(tǒng),基于拉格朗日方程建立起重機(jī)-吊載的動(dòng)力學(xué)模型。由于該模型的參數(shù)存在很多的不確定性,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。本文忽略一些外界的不確定因素,對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。二,針對(duì)吊載搖擺的問(wèn)題,采用了基于自適應(yīng)模糊PID控制方法實(shí)現(xiàn)吊載的防搖控制。由于模糊規(guī)則多是依賴(lài)于專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和領(lǐng)域知識(shí)等,具有很好地魯棒性,這里利用模糊規(guī)則實(shí)時(shí)調(diào)整PID的參數(shù),該方法便于實(shí)施、精度高,又能實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)變系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)控。利用Matlab/Simulink平臺(tái)搭建系統(tǒng)的防搖系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明該控制方法較單純的PID控制方法更為有效。三,針對(duì)多維模糊推理過(guò)程中推理規(guī)則過(guò)于龐大,且PID控制不適用于復(fù)雜非線(xiàn)性系統(tǒng)的問(wèn)題,提出一種基于譜共軛梯度法的T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

橋式集裝箱起重機(jī)Fig1-1Bridgecontainercrane

第二章橋式集裝箱起重機(jī)動(dòng)力學(xué)模型8第二章橋式集裝箱起重機(jī)動(dòng)力學(xué)模型橋式集裝箱起重機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)岸橋或吊橋)是專(zhuān)門(mén)用于集裝箱碼頭對(duì)集裝箱進(jìn)行裝卸作業(yè)的專(zhuān)業(yè)設(shè)備，一般安裝在港口碼頭岸邊。本章以橋式集裝箱起重機(jī)為例，介紹起重機(jī)-吊載系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立過(guò)程。本章系統(tǒng)的分析了橋式集裝箱起重機(jī)的工作原理，基于拉格朗日方程，建立了起重機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并經(jīng)過(guò)線(xiàn)性化處理，得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間方程，以便于后續(xù)的防搖研究。2.1橋式集裝箱起重機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成橋式集裝箱起重機(jī)系統(tǒng)主要用于港口貨物的裝載和調(diào)度，其基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。在每臺(tái)集裝箱起重機(jī)下配有一臺(tái)裝卸用的吊具，通過(guò)小車(chē)的移動(dòng)，拖動(dòng)吊具上的貨物來(lái)回移動(dòng)，從而完成貨物的裝載運(yùn)輸，主要包括以下四部分：1)起升機(jī)構(gòu)：吊具通過(guò)鋼絲與滑輪連接，實(shí)現(xiàn)縱向移動(dòng)；2)小車(chē)機(jī)構(gòu)：電機(jī)通過(guò)鋼絲驅(qū)動(dòng)小車(chē)，帶動(dòng)吊具和貨物實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)；3)大車(chē)機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)整個(gè)橋式集裝箱起重機(jī)的水平移動(dòng)；4)俯仰機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)橋式集裝箱起重機(jī)大梁的縱向移動(dòng)，以便避讓船只等障礙物。圖2-1橋式集裝箱起重機(jī)結(jié)構(gòu)圖Fig2-1Structurechartofbridgecontainercranesystem

中國(guó)石油大學(xué)（華東）工程碩士學(xué)位論文29將數(shù)據(jù)代入模型中可得具體模型如下：24322432()29.8()100.41471.96()()100.41471.96XssFsssssssFsssss(3-16)圖3-10為起重機(jī)-吊載系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊PID控制的Simulink框圖。前提需要對(duì)“FuzzyController”模塊進(jìn)行設(shè)定，根據(jù)3.2.2至3.2.5小結(jié)對(duì)變量的模糊語(yǔ)言值、模糊論域、隸屬函數(shù)的選擇以及模糊規(guī)則的確立來(lái)設(shè)定，具體如圖3-11至圖3-13所示。然后將設(shè)定好的模糊控制器應(yīng)用到起重機(jī)-吊載系統(tǒng)中進(jìn)行防搖控制，在MATLAB命令窗口輸入“PID=readfis(‘fuzzyPID.fis’)”命令，回車(chē)即可將設(shè)定好的模糊PID控制器加載到simulink搭建的系統(tǒng)模型中應(yīng)用。圖3-10自適應(yīng)模糊PID控制器simulink模型Fig3-10SimulinkmodelofadaptivefuzzyPIDcontroller圖3-11模糊邏輯設(shè)計(jì)Fig3-11Fuzzylogicdesigner

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于電廠(chǎng)工況劃分的模糊C-均值聚類(lèi)算法研究[J]. 王惠杰,李鑫鑫,許小剛,王品.  電力科學(xué)與工程. 2016(11)
[2]一種新的求解無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的譜共軛梯度法[J]. 李智群,林浦任,韋增欣.  西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(07)
[3]一種求解化工動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題的改進(jìn)磷蝦覓食優(yōu)化算法[J]. 臧人霖,李樹(shù)榮,葛玉磊,常鵬.  系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué). 2016(07)
[4]拉格朗日中值定理教法研究[J]. 李雙安,陳鳳華,趙艷偉.  數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究. 2016(09)
[5]基于拉格朗日方程的積油轉(zhuǎn)子系統(tǒng)力學(xué)建模和數(shù)值仿真[J]. 許濤,王美令,張兆豐,韓清凱.  機(jī)電工程技術(shù). 2015(10)
[6]PID控制器改進(jìn)方法研究[J]. 趙鳳姣,厲虹.  控制工程. 2015(03)
[7]重心法去模糊的環(huán)境舒適性指標(biāo)評(píng)價(jià)[J]. 陳嘉源,吳黎明,蔡文,吳海生.  數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2015(09)
[8]基于Matlab的模糊PID控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真[J]. 竇艷艷,錢(qián)蕾,馮金龍.  電子科技. 2015(02)
[9]基于差分進(jìn)化算法的模糊核聚類(lèi)算法及其在故障診斷中的應(yīng)用[J]. 張新萍,張孝遠(yuǎn),劉杰.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2014(17)
[10]Zadeh擴(kuò)張?jiān)硐履：龜?shù)空間的代數(shù)結(jié)構(gòu)[J]. 李洪亮,裴慧麗,吳從炘.  模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué). 2014(01)

博士論文
[1]基于模糊規(guī)則的知識(shí)發(fā)現(xiàn)與表示研究[D]. 王顯昌.大連理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]四自由度的欠驅(qū)動(dòng)橋式起重機(jī)非線(xiàn)性防擺控制[D]. 李志勇.大連理工大學(xué) 2016
[2]橋門(mén)式起重機(jī)智能防搖系統(tǒng)的研究與仿真[D]. 洪朝飛.太原科技大學(xué) 2014
[3]基于自適應(yīng)神經(jīng)模糊方法非線(xiàn)性MIMO控制研究[D]. 曾志心（TANG CHI TAM）.昆明理工大學(xué) 2014
[4]岸邊集裝箱起重機(jī)自動(dòng)防搖控制的研究[D]. 王佳奕.上海交通大學(xué) 2012
[5]起重機(jī)主動(dòng)防搖控制策略研究[D]. 王廣超.西南交通大學(xué) 2012
[6]岸邊橋式集裝箱起重機(jī)防搖擺控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙斌.上海交通大學(xué) 2009
[7]基于模糊控制的橋式起重機(jī)防擺研究[D]. 王玥媛.大連理工大學(xué) 2008
[8]復(fù)擺系統(tǒng)振動(dòng)的主動(dòng)控制仿真實(shí)現(xiàn)[D]. 胡舉喜.上海海事大學(xué) 2005



本文編號(hào)：2908595