申请/专利权人：南开大学;山东鲁能特种设备检验检测有限公司

申请日：2024-01-17

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN117886226B

主分类号：B66C13/22

分类号：B66C13/22;B66C13/16;B66C13/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2024.05.03#实质审查的生效;2024.04.16#公开

摘要：本公开提供了基于平坦输出的吊车系统非线性控制方法及系统，涉及吊车控制技术领域，基于塔式吊车系统动力学方程，设计系统的微分平坦输出信号以及控制目标，构建平坦输出空间，获取塔式吊车系统的所有状态变量；在平坦输出空间中将负载位置与台车位移的导数作为新的等效控制输入，为负载位置设计理想的线性控制器；获取塔式吊车系统状态变量与负载位置的非线性关系，根据非线性关系得到系统最终的非线性控制器，实现塔式吊车系统准确定位与有效消摆的控制目标。

主权项：1.基于平坦输出的吊车系统非线性控制方法，其特征在于，包括：基于塔式吊车系统动力学方程，设计系统的微分平坦输出信号以及控制目标，构建平坦输出空间，获取塔式吊车系统的所有状态变量；构建四自由度欠驱动塔式吊车系统模型，然后构建所述塔式吊车系统动力学方程，以实现旋臂和台车定位，并同时有效抑制负载摆动为目标，使系统各状态量收敛于目标值来构建塔式吊车系统控制的目标函数表达式；基于塔式吊车系统动力学方程，设计系统的微分平坦输出信号，建立坐标系，将负载在坐标系和坐标轴方向上的位置坐标由辅助信号进行表示，并求解辅助信号的二阶导数，由辅助信号和其导数来表示塔式吊车系统的所有状态变量；在平坦输出空间中将负载位置与台车位移的导数作为新的等效控制输入，为负载位置设计理想的线性控制器；将为辅助信号在线性平坦输出空间内设计虚拟控制器，以保证辅助信号收敛到目标位置，由辅助信号与系统控制输入的非线性关系得到系统最终的非线性控制器，首先获取系统控制输入表达式，所述系统控制输入由辅助信号及其导数表示完成；塔式吊车系统为微分平坦系统，构建平坦输出函数，状态空间和平坦输出空间存在映射关系，则对平坦输出空间进行全状态线性化处理，为辅助信号设计控制器，且平坦输出空间通过输入转换实现线性化；为平坦输出空间选择新的控制输入，并定义误差变量，并将误差系统化；获取塔式吊车系统状态变量与负载位置的非线性关系，根据非线性关系得到系统最终的非线性控制器，实现塔式吊车系统准确定位与有效消摆的控制目标。

全文数据：

权利要求：

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