文档介绍：学号 0********** 4外文翻译题目 LMQ3543 起重机小车—吊重系统动力学建模与防摇控制仿真学院物流工程学院专业机械设计制造及其自动化班级机设 1104 班姓名陶俊指导教师周勇提升吊重对经输入整形器控制的龙门起重机的影响 William Singhose , Lisa Porter , Michael Kenison , Eric Kriikku 摘要本文研究了吊重的提升对于平面龙门吊动力特性的影响并提出消除残余振荡的输入整形命令生成方法。本文还对几种输入整形器进行了评估并将它们与时间最优刚体命令在一个宽参数变化范围内做了比较。结果表明,即使起升高度很大时,输入整形法也能够有效地消除吊重的残余振荡和瞬时振荡。在萨凡纳河技术中心的 15 吨龙门吊上的实验可以证实计算结果。关键词:振荡,输入整形,命令生成,起重机动力特性 1 ,绪论用龙门起重机进行核废料的处理以及进行船舶货物装卸都需要限制残余振荡和瞬时振荡。如果忽略振动, 那么就很容易计算出时间最优刚体(TORB )命令。但这样得出的 TOR B 命令就会产生大幅值的振荡。有经验的起重机操作员会试图通过弄出减速震荡来消除由加速引起的振荡,或者他们会添加障碍来磨蹭吊重以衰减振荡。如果考虑绳索摇摆,就可以生成零振荡的时间最优柔性体( TOFB )命令(Auernig , Troger , 1987 ; Butle r, Honderd , Amerongen , 1991) 。在运行过程中吊重的提升会提高控制的难度,因为此时系统是非线性的。如果将系统线性化处理后,与之相关联的频率就是随时间变化, 那么基于非线性模型的最优控制就很难实现(Moustafa , Ebeid , 1988) 。一种研究最优控制的方法是将运动划分成几个基础部分,再推导出每一部分的控制方案并把它们拼接在一起(Sakawa , Shindo ,1982) 。但即使得到了最优控制命令,实现它却又是不实际的,因为必须在运动开始的时候就知道在运行路径最后的边界条件。如果使用传感器的话,那么就有大量的可能的反馈控制方案。在旋转起重机上使用开环与闭环结合的控制器的方法已经被提出来(Sato , Sakawa ,1988) 。应用于大车运行、小车运行和吊重起升同时进行的这一案例的最优反馈控制器也发展出来了(Al-Garni , Moustafa , Nizami ,1995) 。几种自适应的控制器也已被提出来(Butler et al.,1991 ; Moreno , Acosta , Mendez , Torres , Hamilton , Marichal , 1998 ; Tanaka , Kouno , 1998) 。这些方法中,有的是采用神经网络来自适应地调整传统控制器的系数(Moreno et al., 1998) ,有的是采用一种依赖于双摆动力模型并使用传感器对小车和吊载实时测量的可替代参数学****方法来改善控制器的性能(Tanaka , Kouno , 1998) 。本文提出了一种应用于当吊重起升时,小车吊重系统的频率实时改变的龙门起重机控制方法。本文所提出的方法相比于时间最优控制方案更容易推导出更容易实现,且不需要闭环和自适应控制器的反馈机制。与上文提到的命令生成方法不同的是,这里使用的方法对于系统参数的变化具有很强的鲁棒性。将这一方法在起重机上试验,起重机边做横向运动边起升吊重,试验的结果可以证明这一方法的有效性。这一方法的目标不是为了实现实际上不可能的零振荡,而是微小的振荡。这里所研究的控制方法就是输入整形法。它是一种可以产生自我消除的命令信号的命令生成方法。通过将命令信号与一系列脉冲信号进行卷积可以实时实现输入整形。这一过程会把零点置于原系统的柔性极点的位置。输入整形法的早期的一种形式是 posicast 控制法,它是在 20 世纪 50 年代后期被提出来的( Smith ,1958 ) 。往后就有 posicast 控制的一种形式被成功应用在悬挂物体运输上( Starr ,1985 )。但是 Posicast 控制法是基于简易线性模型上的并且对模型参数误差极其敏感( Singer , Sering ,1900 ; Tallman , Smith ,1958 )。吊重被起升时,系统频率就会发生改变;因此, posicast 控制法就会产生大幅度的残余振荡。最近,稳定性强的输入整形法已被提出( Singer , Seering , 1990 ; Singhose , Seering , Singer , 1994 )并且其工作效率已经在长臂机械手上( Magee , Book , 1995 )和配置从属系统上( Hillsley , Yurkovich , 1993 )得到展现。一种应用在控