[发明专利]一种吊车钢绳消谐防摆控制方法

权利要求书

1.一种吊车钢绳消谐防摆控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立吊车系统的动力学模型；

步骤S1中根据拉格朗日方程建立吊车系统的二维桥式吊车动力学模型，所述吊车动力学模型为，其中为台车质量，为吊物质量，为台车位移，为台车的加速度，为吊车钢绳摆角角度，为吊车钢绳摆角的角速度，为吊车钢绳摆角角度的加速度即角加速度，为台车受到的摩擦力，为台车受到的牵引力，为吊物与台车之间的钢绳绳长，为重力加速度；

S2：根据吊车动力学模型建立在吊车钢绳受到谐振干扰时的状态空间模型；

步骤S2中具体包括：所述状态空间模型为，其中为吊车系统的状态空间变量，其中为台车的速度，为吊车钢绳的控制输入，，，，，其中钢绳与吊物之间谐振角频率为20rad/s，所述吊物的振荡在钢绳的摆角趋近于零时趋近于零，所述吊车钢绳受到的谐振干扰为；

S3：根据状态空间模型建立用以控制吊车系统中的吊车精确定位和抑制吊车摆动的吊车滑膜控制器；

步骤S3中具体包括：在状态空间模型的基础下上设计吊车系统的滑动平面为：，其中、、、为常数，采用等效控制法，控制量为：，其中为等效控制，为切换控制，在系统达到切换平面后有，最后得到吊车系统滑膜控制器为，其中、均为常数，；

S4：根据吊车滑膜控制器建立用以抑制吊车系统中的钢绳与吊物之间谐振的陷波器；

步骤S4中的陷波器为，其中为频率中心点处的陷波深度，单位为dB，为幅值下降3dB的频率宽度，单位为Hz，为陷波中心点角频率，单位为rad/s，通过对H（s）进行双线性变换法离散化之后得到，其中，，，，。

2.如权利要求1所述的一种吊车钢绳消谐防摆控制方法，其特征在于：步骤S4中还包括通过BP神经网络对陷波器进行优化，通过BP神经网络获取陷波器参数、、、、以对陷波器参数、、、、进行整定，陷波器参数、、、、即为BP神经网络输出层的输出。

3.如权利要求2所述的一种吊车钢绳消谐防摆控制方法，其特征在于：所述滑膜控制器的输出为，所述陷波器的输出为，所述滑膜控制器的输出为陷波器的输入，所述陷波器的输出为吊车系统的输入，得到，吊车系统的性能指标函数为，其中为吊物摆角误差，为台车位移误差，、分别为摆角误差、位移误差在指标函数中的权值，将吊车动力学模型中的，进行变换得到指标函数为以将台车位移误差和吊物摆角误差合为一个误差。

4.如权利要求3所述的一种吊车钢绳消谐防摆控制方法，其特征在于：在本系统中输入信号为目标位置P_r，经过吊车系统调节后得到实际输出为P_M，误差为e=P_r-P_M，所述BP神经网络的输入层输入单元数M=3，输入层输入为：，所述BP神经网络的隐含层的节点数Q=8，所述BP神经网络还包括用以解决BP神经网络中的非线性问题的激活函数。

5.如权利要求4所述的一种吊车钢绳消谐防摆控制方法，其特征在于：所述激活函数为，其中k1、k2均在(0,1)内取值，所述BP神经网络的隐含层输出为，其中为隐含层权值系数，输出层输出为，其中 =1,2,3,4,5，为输出层权值系数，b为偏移量，b=1，隐含层权值系数学习算法为。