基于自适应分层滑模的塔式起重机防摆与定位控制

作     者：王丁军 周慧 叶嵩 郭毓 郭健 Wang Dingjun;Zhou Hui;Ye Song;Guo Yu;Guo Jian

作者机构：南京理工大学自动化学院江苏南京210094 中建八局第三建设有限公司江苏南京210023 

出 版 物：《南京理工大学学报》 (Journal of Nanjing University of Science and Technology)

年 卷 期：2024年第48卷第2期

页      面：165-174页

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：国家自然科学基金(61973167) 江苏省建设系统科技项目(2019ZD001244,2019ZD001252) 江苏高校优势学科建设工程 

主　　题：自适应控制 分层滑模控制 塔式起重机 防摆 定位 瞬时扰动 位置 摆角 

摘      要：针对三维空间中呈现二级摆结构的塔式起重机的防摆与定位控制问题,考虑变幅回转联合运行工况,提出了一种自适应分层滑模控制方案。首先将塔式起重机系统分为定位子系统、一级摆角子系统和二级摆角子系统,设计了分层滑模控制律;然后设计了自适应律,提高了系统对参数的适应性和对外在干扰的抑制性能;最后验证了系统的稳定性并对系统进行了仿真。仿真结果表明,系统在受到瞬时扰动时,自适应律可估算出扰动大小,控制器能快速做出反应,调整控制力/力矩以抵消瞬时扰动,使瞬时扰动不对系统的位置以及吊钩和负载的摆角造成明显影响。该文自适应分层滑模控制器能在一定程度上抑制瞬时扰动造成的吊钩和负载的摆动,具有较好的鲁棒性。