基于模型校正的前馈防摇控制方法，适用于承载刚性垂直细长载荷的桥式起重机 陈汉涛（Hantao Chen） 郭文勇（Wenyong Guo） 曹成浩（Chenghao Cao） 于良武（Liangwu Yu） 李晓峰（Xiaofeng Li） 潘兴龙（Xinglong Pan） 傅航（Hang Fu）

《Applied Sciences》：Model-Correction-Based Feedforward Anti-Sway Control for Bridge Cranes with Rigid Vertical Slender Payloads Hantao Chen, Wenyong Guo, Chenghao Cao, Liangwu Yu, Xiaofeng Li, Xinglong Pan and Hang Fu

　　

摘要

在垂直方向提升的刚性细长负载的总体摆动动态与理想的质点摆模型存在显著差异，这导致基于该简化模型设计的前馈控制策略性能严重下降。本文以桥式起重机系统为例，建立了一个考虑负载质量分布效应的双摆动态模型。为弥补线性化模型的理论误差，提出了一种数据驱动的负载摆动频率校正策略。基于该校正模型，设计了一种双模零振动导数（Corrected-Dual-ZVD）输入整形前馈控制器。使用Matlab/Simulink控制系统仿真软件在八种典型工况下进行了仿真。结果表明，与基于传统单摆模型设计的控制器相比，基于校正后的双摆模型的Corrected-Dual-ZVD控制器能够显著减小负载的最大残余摆动角度。在七种有效工况下，平均摆动角度抑制率达到了68.9%；在高速且绳索长度较短的极端工况下，该抑制率可达到98.9%。当模型参数受到±10%的干扰时，所提出的方法表现出良好的鲁棒性。