【技术实现步骤摘要】
一种散货码头门机定位无模型自适应控制方法
[0001]本专利技术属于散货码头门机控制领域,涉及一种散货码头门机定位无模型自适应控制方法。
技术介绍
[0002]门机是一种广泛应用于散货码头的吊运设备,在码头干散货运输中起到非常关键的作用,是一种典型的系统自由度数量多于独立控制量数目的欠驱动系统。因为码头港口货物种类繁多复杂,门机在运输干散货时会因为负载不确定性造成台车难以精准定位问题,无法快速准确将货物运送到指定位置,导致门机作业效率低。因此散货码头门机定位的问题也引起了国内外研究学者广泛的关注。
[0003]目前,国内外研究学者提出了多种方法,比如PID控制、模糊控制及自适应控制等基于模型的控制理论方法。M.Park等人将模糊控制和滑模控制两种方法结合起来,通过定义一个滑模面,将其作为输入量来制定模糊规则,这样可以获得合适的控制变量,同时利用模糊规则来对滑模面参数进行在线的调整,其控制效果明显,且对外界干扰不敏感,有较强的鲁棒性,但是当控制系统的参数发生变化时,还需花大量时间来调整该模糊规则。彭海军等人采用区间模型描述不确定性,提出基于Chebyshev代理模型法的不确定性轨迹优化求解方法,取得较好的控制效果;Benhidjeb等人提出模糊逻辑控制和最优控制方法进行仿真验证,建立了精准系统模型及准确的模糊规则库。然而,上述研究均是基于模型的控制方法,控制精度依赖于系统模型精度,但在负载不确定性产生的参数变化情况下,将面临重新整定控制参数等问题,其稳定性和控制精度也很难保障。
[0004]针对负载时变
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种散货码头门机定位无模型自适应控制方法,所述方法包括下述步骤:(1)台车位移量的采集:在固定绳长下,台车在驱动电机作用下运行,通过定位编码器得到散货码头门机台车位移x;(2)根据拉格朗日方程建立散货码头门机系统非线性动力学方程,将其转化成状态空间方程;(3)对门机系统状态空间方程进行紧格式动态线性化处理,获得数据模型:Δx(k+1)=x(k+1)
‑
x(k),Δu(k)=u(k)
‑
u(k
‑
1);其中,x(k)为k时刻门机台车的位移输出,u(k)为k时刻的系统控制输入;(4)计算台车位移的伪偏导数估计律:其中,η∈(0,1]为步长因子,μ>0为权重因子,为的伪偏导数估计值,为的伪偏导数估计值;(5)设计台车位移的无模型自适应控制器:将步骤(3)中动态线性化的数据模型代入输入准则函数,对u(k)求导,并令其求导结果等于零,可得控制算法:其中,ρ∈(0,1]是步长因子,λ>0为权重因子,用来控制输入量变化;x
*
(k+1)为期望台车位移量。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)的具体内容为:(31)建立台车位移的离散时间非线性系统:Δx(k+1)=f(x(k),
…
,x(k
‑
m
x
),u(k),
…
,u(k
‑
m
u
));其中,u(k)∈R,x(k)∈R分别为k时刻系统的输入与输出;m
x
,m
u
为两个未知的正整数;f(
…
):是系统未知的非线性函数;(32)上述系统满足以下条件:该系统关于u(k)的偏导数存在且连续;该系统满足广义Lipschitz条件,对任意的k,当|Δu(k)|≠0时,有|Δx(k+1)|≤Q|Δu(k)|;其中,x
*
(k+1)为系统有界的期望输出信号,u
*
(k)为系统有界的输入信号;Δx(k+1)为相邻两个时刻的输出变化,Δu(k)为相邻两个时刻的输入变化;故Δx(k...
【专利技术属性】
技术研发人员:姚文龙,刘旺旺,李博洋,池荣虎,邵巍,郭乙运,
申请(专利权)人:青岛科技大学,
类型:发明
国别省市:
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