橋式起重機模糊PID防搖控制方法研究

李 帆 曹旭陽

大連理工大學 大連 116024

0 引言

橋式起重機應用廣泛，由于采用柔性材質的鋼絲繩提升重物，在大小車運行過程中不可避免地存在著一定幅度的擺動，這種擺動直接影響了橋式起重機工作時的安全和效率。根據大數據統計，橋式起重機工作時，僅確認固定吊點就需花費40%的作業時間[1]，故研究起重機的防搖具有重要意義。

國內外較多學者提出的防搖方法主要分為機械式和電子式，電子式防搖又分為開環和閉環控制2種方法[2]。機械防搖主要通過安裝剛性防搖裝置或改變鋼絲繩安裝方式增大阻尼等方法來減小擺角；開環電子防搖主要通過給定速度曲線、模糊控制、最優控制等理論方法實現，如基于輸入整形技術的防搖控制方法[3，4]；閉環電子防搖通過安裝傳感器來測量被控量的變化，并將信息反饋，根據反饋結果對系統輸出進行實時調整，從而達到較為精確的控制，使用的方法有PID控制、LQR算法、神經網絡、滑模控制算法、模型預測控制等[5-8]。機械防搖設備壽命較短，防搖效果不理想，開環電子防搖雖然系統簡單，但適用范圍較小，且易受干擾，閉環電子防搖控制可以實時反饋被控量信息并對輸出進行調整，適應能力較強且控制較精確，因此目前閉環電子防搖是研究的熱點。本文結合模糊控制理論和傳統PID控制方法的優點，對起重機防搖進行閉環控制。

1 橋式起重機系統建模

橋式起重機運動時所產生重物的擺動，主要原因在于大車加減速、小車加減速以及柔性材質的吊繩所造成的橋式起重機與吊重運動不同步。……