74720

Автор(ы): 

Автор(ов): 

2

Параметры публикации

Тип публикации: 

Статья в журнале/сборнике

Название: 

Методы демпфирования колебаний груза и робастного управления ходовой тележкой мостового крана с учетом динамики электропривода

ISBN/ISSN: 

1684-6427

DOI: 

10.17587/mau.24.412-420

Наименование источника: 

  • Мехатроника, автоматизация, управление

Обозначение и номер тома: 

Т. 24, № 8

Город: 

  • Москва

Издательство: 

  • Новые технологии. Мехатроника, Автоматизация, управление

Год издания: 

2023

Страницы: 

412-420
Аннотация
Объектом управления является ходовая тележка однобалочного мостового крана, предназначенная для перемещения подвешенного груза вдоль пролета. Особенности объекта: одно управление при двух степенях свободы, неопределенность массоинерционных характеристик, воздействие негладких неконтролируемых возмущений. В математической модели учитывается редуцированная динамика двигателя постоянного тока, в качестве управления рассматривается напряжение питания якорной цепи. При этом параметрические и внешние возмущения, влияющие на механическую подсистему, становятся несогласованными (т. е. действуют по разным каналам с управлением) и не могут быть непосредственно компенсированы. В работе рассматриваются две основные задачи, в каждой из которых используются S-образные гладкие сигмовидные функции с насыщением. Первая задача состоит в проектировании траектории тележки с учетом конструктивных ограничений на ее скорость и ускорение. Отслеживание такой траектории должно обеспечить плавный перенос груза за заданное время и демпфирование его колебаний. С этой целью разработана эталонная траектория в виде суммы сигмовидной функции и интеграла от угловой координаты. Предложенное решение не уступает в эффективности существующим аналогам, при этом его реализация требует меньших вычислительных затрат. Вторая задача заключается в разработке робастной следящей системы. Для этого разработана процедура блочного синтеза разрывного истинного управления и сигмовидных фиктивных управлений (локальных связей). Последние являются гладкими аналогами разрывного управления и позволяют подавить с заданной точностью несогласованные возмущения без их идентификации. В отличие от стандартных линейных локальных связей ограниченность сигмовидных фиктивных управлений не приводит к большому перерегулированию переменных состояния, что критично при наличии проектных ограничений. Кроме того, такие фиктивные управления являются реализуемыми в механических объектах и не способствуют износу исполнительного устройства, который неизбежно возникает при использовании разрывных фиктивных управлений. Представлены результаты численного моделирования и проведен сравнительный анализ замкнутых систем с различными фиктивными управлениями: линейными, разрывными и сигмовидными. Результаты численного моделирования продемонстрировали эффективность разработанного подхода.

Библиографическая ссылка: 

Антипов А.С., Краснова С.А. Методы демпфирования колебаний груза и робастного управления ходовой тележкой мостового крана с учетом динамики электропривода // Мехатроника, автоматизация, управление. 2023. Т. 24, № 8. С. 412-420.