橋式起重機系統(tǒng)先進控制方法及實現(xiàn)

第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 起重機系統(tǒng)定位防擺控制的研究進展 2
1.2.1 開環(huán)控制 3
1.2.2 閉環(huán)控制 6
1.3 現(xiàn)有控制方法存在的不足 13
1.4 本書研究內(nèi)容 14
第2章 橋式起重機定位防擺系統(tǒng)的數(shù)學建模 17
2.1 引言 17
2.2 起重機定位防擺系統(tǒng)的建模方法 18
2.3 橋式起重機系統(tǒng)的動力學模型 19
2.3.1 橋式起重機系統(tǒng)的三維動力學模型 19
2.3.2 單擺效應(yīng)橋式起重機系統(tǒng)的二維動力學模型 22
2.3.3 雙擺效應(yīng)橋式起重機系統(tǒng)的二維動力學模型 25
2.4 橋式起重機系統(tǒng)的T-S模糊模型 28
2.4.1 T-S模糊建模概述 28
2.4.2 T-S模糊模型描述 29
2.4.3 單擺效應(yīng)橋式起重機系統(tǒng)的T-S模糊模型 31
2.4.4 雙擺效應(yīng)橋式起重機系統(tǒng)的T-S模糊模型 39
2.5 仿真研究 42
2.6 本章小結(jié) 45
第3章 橋式起重機系統(tǒng)的模型預測控制 46
3.1 引言 46
3.2 模型預測控制 47
3.2.1 約束優(yōu)化原理 47
3.2.2 二次規(guī)劃問題的標準形式 50
3.2.3 橋式起重機模型預測控制中的QP問題 52
3.3 基于微分平坦輸出的橋式起重機模型預測控制 54
3.3.1 微分平坦理論 54
3.3.2 模型變換 55
3.3.3 約束模型預測控制算法 57
3.3.4 仿真研究 61
3.4 基于二維微分平坦輸出的橋式起重機模型預測控制 63
3.4.1 模型變換 63
3.4.2 模型預測控制器設(shè)計 65
3.4.3 仿真研究 69
3.5 本章小結(jié) 71
第4章 橋式起重機系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制 73
4.1 引言 73
4.2 線性矩陣不等式和Lyapunov穩(wěn)定理論 74
4.2.1 線性矩陣不等式的定義 74
4.2.2 線性矩陣不等式的性質(zhì) 75
4.2.3 Lyapunov穩(wěn)定性 75
4.3 狀態(tài)反饋控制器 76
4.3.1 PDC結(jié)構(gòu)狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 77
4.3.2 仿真研究 79
4.3.3 實驗研究 88
4.4 橋式起重機系統(tǒng)的積分狀態(tài)反饋控制 96
4.4.1 積分狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 99
4.4.2 仿真研究 100
4.4.3 實驗研究 103
4.5 本章小結(jié) 105
第5章 橋式起重機系統(tǒng)的魯棒控制 106
5.1 引言 106
5.2 基于PSO的魯棒LQR控制器設(shè)計 107
5.2.1 LQR控制原理 107
5.2.2 魯棒LQR控制器的設(shè)計 108
5.2.3 基于PSO的魯棒LQR控制 111
5.2.4 仿真研究 112
5.2.5 實驗研究 119
5.3 雙擺效應(yīng)橋式起重機系統(tǒng)的魯棒 控制 126
5.3.1 魯棒 控制器設(shè)計 126
5.3.2 仿真研究 129
5.4 本章小結(jié) 138
第6章 基于模糊觀測器的狀態(tài)反饋控制 139
6.1 引言 139
6.2 T-S模糊觀測器 140
6.2.1 系統(tǒng)能觀性分析 140
6.2.2 T-S模糊狀態(tài)觀測器設(shè)計 140
6.3 基于觀測器的狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 142
6.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 143
6.5 仿真研究 145
6.6 實驗研究 152
6.7 本章小結(jié) 156
第7章 三維橋式起重機系統(tǒng)的自適應(yīng)時變滑?？刂?157
7.1 引言 157
7.2 擴張狀態(tài)觀測器 157
7.2.1 三維非線性擴張狀態(tài)觀測器設(shè)計 158
7.2.2 擴張狀態(tài)觀測器穩(wěn)定性分析 159
7.3 自適應(yīng)時變滑?？刂破髟O(shè)計 161
7.3.1 模型解耦與擾動補償 161
7.3.2 自適應(yīng)時變滑?？刂破?162
7.3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 165
7.3.4 仿真研究 166
7.4 本章小結(jié) 172
參考文獻 173