互补滑模PD控制在桥式起重机中的应用

作     者：邵雪卷 吕恩智 陈志梅 赵志诚 

作者机构：太原科技大学电子信息工程学院 

出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：山西省重点研发基金项目(202102020101013) 山西省自然科学基金项目(202303021211165 202103021224271) 太原科技大学博士科研启动基金项目(20202070) 山西省研究生教育教学改革课题(2023JG139 2023AL31) 

主　　题：桥式吊车 互补滑模 PD补偿 定位防摆 Lyapunov函数 

摘      要：针对欠驱动桥式起重机系统的定位防摆问题，提出了互补滑模（Complementary sliding mode control， CSMC）PD控制策略。在小车位移、负载摆角及各自一阶微分的状态误差作为变量所组成线性滑模面的基础上，引入位移与摆角的误差积分形成积分滑模面，并对应设计一个补充滑模面形成互补滑模控制，使得系统变量运行空间限制在滑模面相交处，缩短变量到滑模面的距离，进而提升系统的快速性。同时，引入对负载摆角的PD补偿控制，增强对负载摆角的抑制能力，使小车的运行更加平稳，并构造Lyapunov 函数证明了系统的稳定性。仿真和实验结果验证了该控制策略对定位和防摆的有效性。