Управление движением тележки мостового крана с учетом проектных ограничений на переменные состояния и управление

Консультант(ы): 

Ключевые слова: 

Тематика проводимого исследования: 

Теория автоматического управления

Приобретаемые знания: 

Методы планирования траекторий с учетом проектных ограничений, особенности проектирования систем с недостатком управлений

Приобретаемые навыки и умения: 

Проектирование сложной системы автоматического управление, численное моделирование замкнутой системы в среде MATLAB-Simulink, расчет и анализ показателей качества регулирования

Необходимый уровень знаний и навыков практиканта для выполнения задания: 

Основы линейной алгебры, математического анализа и теории обыкновенных дифференциальных уравнений, теории автоматического управления, MATLAB-Simulink

Тип проекта: 

Практика / научно-исследовательская работа

Период практики: 

2-4 недели непрерывно или рассредоточено

Краткое описание проекта: 

Однобалочные мостовые краны широко применяются для горизонтального перемещения массивных грузов, которые прикрепляются на тросе к ходовой тележке крана. Тележка движется по рельсам за счет силы, создаваемой электроприводом. При пуске тележки груз начинает раскачиваться. Эти неконтролируемые колебания, которые увеличиваются с ростом начального ускорения тележки, продолжаются даже после остановки тележки и могут привести к повреждению груза и рабочего пространства. Основная проблема состоит в том, чтобы при заданном времени перемещении тележки вдоль пролета крана снизить амплитуду колебаний груза до безопасных значений. В условиях недостатка управлений основной ресурс для уменьшения раскачки груза состоит в замене скачкообразного постоянного задания на гладкую эталонную траекторию движения тележки с плавным разгоном и торможением, удовлетворяющую технологическим требованиям.

Задания на практику: 

1) описать математическую модель объекта управления; 2) формализовать постановку задачи управления; 3) изучить современные публикации и составить обзор по методам планирования траекторий ходовых тележек, уменьшающих раскачку груза; 4) разработать свой вариант эталонной траектории, удовлетворяющий технологическим требованиям; 5) синтезировать замкнутую систему с типовым ПД-регулятором для отслеживания эталонной траектории; 6) провести моделирование замкнутой системы с различными эталонными траекториями в MATLAB-Simulink; 7) построить графики переменных состояния и рассчитать показатели качества регулирования; 8) провести сравнительный анализ результатов моделирования и сформулировать выводы.

Результат выполнения проекта: 

Синтез системы слежения; имитационное моделирование; отчет о полученных результатах, научная публикация.