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舰载起重机转载控制及仿真

薛树功  
【摘要】:本论文结合国防预研项目“舰载特种起重机控制及测量技术研究”的工作,以舰载起重机为研究对象,进行了动力学建模、轨迹跟踪模糊控制和控制系统仿真。 借鉴虚杆件的方法,将载舰看作起重机的一个伪操作臂,直接将舰船作为一个杆件建立坐标系,这样把载舰的运动直接引入舰载起重机系统,简化了系统,并且舰船的运动可看作正弦规律。舰载起重机的动力学建模,首先采用常规拉格朗日法建立机械臂部分的动力学模型;然后利用非对称液压油缸建模的一般原理,建立基于状态空间的单出杆液压油缸和液压马达的数学模型;最后两者结合就得到考虑驱动系统影响的舰载起重机动力学模型。 舰载起重机的控制,就是通过控制液压油缸、液压马达的驱动力,使机械臂能按期望的运动路径运动,实现货物的转载。根据舰载起重机系统的特点,首先对动力学模型进行反馈线性化,然后釆用模糊拧制器进行轨迹跟踪控制,研究工作中对一个二自由度机械臂进行控制规律研究。 最后的仿真结果表明,通过对反馈线性化后的模型进行轨迹跟踪模糊控制能取得理想的效果,也说明了该控制算法的可行性和有效性。


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