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基于T-S模型的旋轉(zhuǎn)式起重機(jī)穩(wěn)鉤保性能控制

作者: 時(shí)間:2011-05-17 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:的保對(duì)帶有不確定性系統(tǒng)(如穩(wěn)鉤系統(tǒng))有很好的魯棒性,把系統(tǒng)可穩(wěn)和保轉(zhuǎn)化為解一系列矩陣不等式(LMI)的問題,得出最優(yōu)的反饋矩陣,設(shè)計(jì)出的最優(yōu)保控制器,并對(duì)這種方法進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明,這種方法簡(jiǎn)單可行,并且具有很好的魯棒性。
關(guān)鍵詞:穩(wěn)鉤;;保性能控制;魯棒性

0 引言
近年來(lái),隨著貨物運(yùn)輸方式的飛速發(fā)展,穩(wěn)鉤技術(shù)越來(lái)越得到人們的重視,它直接決定了的裝卸速度。Y.Kijima等人利用模糊控制與遺傳算法相結(jié)合來(lái)優(yōu)化模糊控制規(guī)則的系數(shù);劉殿同等用遺傳算法優(yōu)化模糊控制器參數(shù)的方法和滑模變結(jié)構(gòu)方法來(lái)對(duì)旋轉(zhuǎn)式起重機(jī)穩(wěn)鉤進(jìn)行控制;Amel Ouezri等人采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)優(yōu)化模型控制器隸屬度和規(guī)則的方法,上述三種方法計(jì)算復(fù)雜,且都把旋轉(zhuǎn)式起重機(jī)作為確定系統(tǒng)來(lái)研究,魯棒性不強(qiáng),Dal-Young Ha使用TSK模糊控制器簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的輸入輸出表達(dá),KunihitoMatsuki利用H∞控制理論來(lái)對(duì)誤差與參數(shù)變化進(jìn)行控制,這兩種方法有一定的魯棒性。但這些方法都把旋轉(zhuǎn)式起重機(jī)作為一個(gè)確定的系統(tǒng)來(lái)研究,并且有各自的缺點(diǎn)。
旋轉(zhuǎn)式起重機(jī)很復(fù)雜,由于貨物的不確定性和繩長(zhǎng)的撓性等特點(diǎn),以及在控制系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)風(fēng)載荷的變化、元件老化等問題,所以旋轉(zhuǎn)式起重機(jī)的模型是一個(gè)不確定非線性二階系統(tǒng),因此需要由T-S模型的保性能控制這樣魯棒性很強(qiáng)的方法來(lái)進(jìn)行控制。
這種方法不但能使系統(tǒng)穩(wěn)定,還可以使系統(tǒng)保住一些性能,使得在外界變化和內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)的參數(shù)變化不至于過(guò)快。

1 問題的描述
所要研究的對(duì)象為起升的起吊系統(tǒng),在系統(tǒng)局部信息或?qū)<医?jīng)驗(yàn)存在的條件下,像旋轉(zhuǎn)式起重機(jī)這樣的不確定非線性連續(xù)系統(tǒng)可以采用具有不確定參數(shù)的T-S模糊模型:
為貨物偏擺角的變化;為貨物偏擺角的加速度;為變幅時(shí)的加速度。取狀態(tài)向量為:
h.JPG
則有如下的狀態(tài)方程:
i.JPG
這是一個(gè)非線性狀態(tài)方程,非線性系統(tǒng)的分析和控制仍然是很困難的,尚缺乏統(tǒng)一有效的方法。為此,基于多模型處理的思想,采用基于T-S模型的模糊控制方法來(lái)設(shè)計(jì)控制器,由于T-S模型的后件是線性的,線性系統(tǒng)中很多成熟的理論可以加以利用,而且與其他模糊推理相比,其計(jì)算效率(線性函數(shù)和常值函數(shù)易于計(jì)算)、推理速度快。為了運(yùn)用線性系統(tǒng)理論和模糊控制中的T-S模型進(jìn)行控制器的分析和設(shè)計(jì),可以考慮將其先進(jìn)行局部線性化,使之成為若干子系統(tǒng),再將這若干子系統(tǒng)進(jìn)行模糊綜合。該模糊建模方法的本質(zhì)在于將一個(gè)整體非線性的動(dòng)力學(xué)模型用多個(gè)局部線性模型進(jìn)行模糊逼近。


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