[发明专利]基于运动规划的桥式吊车自适应控制方法

说明书

技术领域

本发明属于非线性欠驱动系统自动控制的技术领域，特别是涉及一种基于运动规划的桥式吊车自适应控制方法。

背景技术

桥式吊车是一种十分常见的装配运输工具，它利用绳索将负载与吊车上的台车相连，并通过台车的运动来将负载运送到指定的位置，桥式吊车在港口、仓库、建筑工地等场所得到了广泛的应用。

桥式吊车在运行时，吊车上台车的运动会引起负载的摆动，使得负载可能会和周围的操作工人或者是其它物体发生碰撞，致使负载损坏，甚至导致发生人员伤亡事故，尤其是当台车到达指定位置停止运行后，吊车所悬挂的负载会发生比较强烈的残余摆动，这样不仅会带来较大的安全隐患，同时也严重影响了吊车的工作效率。因此，为了有效避免安全隐患，提高吊车的工作效率，在操作吊车时，一方面需要实现台车的快速准确定位，以满足准确运送负载的要求；另一方面，需要有效地抑制负载的摆动，实现负载的“无摆”或者“微摆”操作。特别是当台车到达指定位置时，负载必须很快地停止摆动，以期提高吊车的工作效率。

目前，为了满足台车的快速准确定位和有效地抑制负载的摆动这两方面的吊车操作要求，一般是通过有经验的工人操纵吊车来实现，具体在操作过程中，工人需要利用他们的经验并通过其眼睛的观测来估计台车的位置与摆角大小，然后选择合理的动作序列来有效抑制负载的摆动，并尽快将它运送到指定的位置，所以一个工人只有在具备多年吊车操作经验，并且掌握娴熟的吊车操作技巧之后，才能利用吊车快速地将负载运送到指定的位置，并有效地抑制负载的摆动。

虽然国内外自动化领域的许多学者针对桥式吊车系统开展了大量研究，针对这种欠驱动系统提出了多种不同的控制方法，力图实现桥式吊车的安全、高效运输，但是目前还没有开发出一种方便、可靠的桥式吊车自动控制系统或方法。

且在已有的控制算法中，又缺乏对未知参数的适应能力。而随任务和状态不同导致的未知参数的变化对各控制算法均有较大影响，很大程度上局限了控制器的功能实现和实用化。

发明内容

本发明目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种基于运动规划的桥式吊车自适应控制方法。

一、系统模型

对于2D桥式吊车系统，如图1所示，其动力学模型用拉格朗日方程表述为：

M(q)q··+Vm(q,q·)q·+G(q)=U+Fd]]>

M(q)=mx+mmlCxmlCxml2]]>