具有精确质量估计的5-DOF塔机定位防摆控制

摘要

由于塔式起重机具有欠驱动、非线性、高耦合特性以及参数不确定性，导致其定位防摆控制成为一个难题。为了有效实现小车、悬臂和线缆的精确定位以及负载的摆动抑制，基于没有线性化处理的具有时变线缆长度的5-DOF塔机模型，提出了一种自适应积分滑模控制方案。首先，基于状态变量的误差值设计了一种积分滑模面，能够有效抑制负载摆动并且消除稳态误差，实现精确定位和摆动抑制。然后，设计了一种滑模趋近律，能够提高收敛速度并且有效抑制抖振问题。最后，通过设计自适应方案来抵消未知摩擦的影响以及精确估计不确定负载质量，消除垂直方向上的定位误差。通过严格的理论分析证明了闭环系统的稳定性。仿真结果验证了所提出方法具有良好的控制性能和鲁棒性。

关键词

塔式起重机 / 滑模控制 / 自适应控制 / 负载质量估计 / 鲁棒性