港口集裝箱吊車的建模與模糊控制





摘  要





集裝箱貨運的發(fā)展，對其裝卸速度和安全性要求也越來越高。集裝箱吊具搖擺是影響裝卸速度主要原因之一，減小和防止集裝箱及吊具的搖擺是提高集裝箱起重機裝卸效率的一個重要環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的控制理論中，對某一對象的自動控制，必須對該對象建立精確的數(shù)學(xué)模型，而集裝箱起重機裝卸集裝箱的運行過程是一個復(fù)雜的非線性過程，很難對系統(tǒng)建立精確的數(shù)學(xué)模型，因此采用傳統(tǒng)的控制理論來對其進行控制具有相當(dāng)大的難度。本文用模糊控制方法來實現(xiàn)防搖控制。



    本文首先對港口集裝箱吊車系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型，描述了集裝箱吊車載貨運行的動態(tài)特性。接著，簡單地介紹了模糊控制的基本原理，并針對集裝箱起重機的運動特性，提出了應(yīng)用于集裝箱起重機防搖的模糊控制器的設(shè)計原則和方法。對于考慮小車運動和吊重擺動的模糊防搖控制方案，控制器的輸入一般只取兩個輸入變量，由于沒有考慮位置和擺角的變化，導(dǎo)致控制精度較差。本文對控制器的輸入取四個變量，但控制器仍然設(shè)計成二維的，這樣既提高了控制精度，又簡化了計算過程。最后利用Matlab/Simulink中的模糊工具箱來設(shè)計仿真模型和及時仿真，通過分析仿真結(jié)果和調(diào)整一些關(guān)鍵參數(shù)可以提高防搖效果。



關(guān)鍵詞：集裝箱起重機，防搖，模糊控制，仿真