吊车防摆技术研究背景意义及国内外现状

1、吊车防摆技术研究背景意义及国内外现状1研究背景及意义12国内研究现状13国外研究现状31研究背景及意义吊车作为一种重物运输工具，己广泛应用于车间、码头、仓库等场所。对于吊车的控制，往往要求对控制精度、速度以及抗摆能力等方面进行综合考虑。可滑动小车水平方向上的移动直接受电机的控制，因此小车的移动速度和精度控制是较易实现的。相对而言，吊车系统抗摆控制往往难以实现。把吊绳作为悬挂重物的工具，有利于重物的提升和下放，提高了运输速度。然而吊绳却带来了一些问题:加速、减速以及外界干扰都会引起重物摆动，摆动使得定位精度差，且重物难以下放，摆动还会引起运输过程中重物与其他设备的碰撞，造成不必要的损失，因此在运

2、输过程中需要对重物的摆动和最后的定位进行控制，以减小损失和提高效率。负载的防摆控制对于吊车运行的安全性往往是至关重要的。通常吊车负载的摆动是由有经验的工人适当的减慢吊车的吊运速度，等待摆动衰减到一定程度后，再进行就位操作。这样不仅降低了工作效率，而且不利于安全生产，因此吊车防摆方案的研究也是十分有意义的。2国内研究现状国内吊车抗摆技术的研究开始于80年代初，较早研究的学者是哈尔滨工程大学的华克强等人，针对桥式吊车，给出了吊车系统精确的数学模型，根据此模型，设计了最优控制器，自适应控制器，模糊控制器，并对三种控制器进行比较分析。 山东建筑工程学院的李伟等人，在吊车抗摆控制领域也开展了研究。李伟等

3、人是国内从事抗摆研究发表文章较多的学者，近年来，他们发表了多篇文章，分别在吊车的模型，控制方法等方面进行了研究。应用最优控制理论，提出了天车点动消摆和全程消摆等控制策略。其中作者提出了基于时间最优的消除负载摆动的两拍消摆策略。采用极点配置技术，以积分二次型性能指标提出最优消摆策略，同时实现消摆和提高运行速度两个目标。 山东大学的邹军，陈志坚等人，在此方面也进行了一定的研究，建立桥式吊车数学模型，并依据此模型，应用最优控制理论，提出了桥式吊车水平运动规律，并对抓斗进行了抗摆控制研究。并根据提出的桥式吊车水平运行规律和抓斗摆动规律，提出了一种抓斗抗摆的方法。该方法通过控制桥式吊车行走的时间顺序实现

4、其停车与抓斗消摆的同步控制。上海交通大学的梁春燕等人，利用一种能抑制系统残留振荡的时滞滤波技术消除吊物摆动。北京理工大学的刘毅等人，也提出了一种分段因子模糊控制器，并采用遗传算法进行参数调整。中国科学院王伟，易建强等人，针对吊车这类欠驱动系统提出了一种分级滑模控制方法。该方法将系统状态分成两组，分别构造第一级滑动平面，并求取各个滑动平面的等效控制量。然后在构造第二级滑动平面，采用李雅普诺夫稳定定理获得最终的控制量。刘殿通，易建强等人，针对长距离吊车运输系统的特征，提出了分段切换因子模糊控制方法。该方法使用两个子模糊控制器分别用于抗摆和定位控制，并运用实值遗传算法选取模糊控制器的分段切换因子。西

5、南科技大学的郭贤生，吴斌等人，中在对具有很强非线性特性的吊车摆系统进行实时采样的基础上，建立原始数据表。应用粗集理论强大的数据处理和规则约简能力并结合遗传算法，产生控制规则。设计粗糙控制器对系统进行控制。另外还对常见的规则约简算法的约简结果进行了比较分析。随着电控技术和信息技术的飞速发展，电子防摆技术越来越受到重视，国内外很多学者都采用了各种控制方法做了大量的研究，国内学者研究情况如前文所述，但是与国外学者在这一问题研究相比，国内学者在研究深度上、规模上都还与国外学者有很大差距3国外研究现状国外学者在这一问题研究也取得了很多成果。Ho-Hoon Lee和Seung-Gap Choi，提出了桥式

6、吊车系统的最小时间控制，采用Lyapunov方法给出了基于对象模型的抗摆控制策略。Myung S Moon等人,采用最小时间控制的思想，将bang-bang控制中的一组切换时间值定义成一个新的变量，并通过模糊控制来寻找一组最优的切换时间序列;Giorgio Corriga等人，研究的是一种线性实变的吊车模型，同样采用了最优控制策略，并针对对象参数的特点提出了一种变反馈增益的状态反馈控制法。Yoshimi等人,把整个运输过程分为5个速度轮廓进行控制，William等人,研究了提升载荷对跟踪输入轮廓控制的影响上述三种控制都采用跟踪输入轮廓的方法，这些输入轮廓主要依靠系统数学模型或系统固有频率获得。然而在实际中这些都难以精确得到，并且上述方法都是开环控制，难以抑制干扰。Alan J. Ridout，利用线性反馈提出了变阻尼控制吊车的摆动。Mita和Kanai解决了对于吊车摆动的最小