起重船吊物系統(tǒng)的控制研究.pdf

1、隨著當(dāng)前全球?qū)Ｑ筚Y源的大力開發(fā)，起重船作為海洋工程中常用的工程船舶，是海上裝卸、建造的必備工具，越來越受到各國(guó)的關(guān)注。起重船在海上作業(yè)時(shí)，難免會(huì)受到風(fēng)浪的影響，船體因此會(huì)發(fā)生搖擺而致使作業(yè)無法正常進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)引發(fā)起重船船體傾覆，后果不堪設(shè)想。因此有必要對(duì)起重船的吊物系統(tǒng)進(jìn)行控制研究，使吊物擺角控制在安全范圍內(nèi)，提高吊物系統(tǒng)的自動(dòng)化與智能化，這對(duì)于保證起重船快速平穩(wěn)的作業(yè)具有重大的意義。
　　本文以起重船海上起吊作業(yè)情況為背

2、景，首先對(duì)海洋波面的運(yùn)動(dòng)做了一定的研究，建立了海上規(guī)則波的波面運(yùn)動(dòng)方程。然后以規(guī)則波作為吊物系統(tǒng)的干擾激勵(lì)，運(yùn)用拉格朗日法建立了吊物系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程，在 MATLAB中采用數(shù)值分析法得出了影響吊物系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)的三個(gè)因素，分別是吊繩長(zhǎng)度、起吊速度及激勵(lì)頻率。
　　然后根據(jù)吊物系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)結(jié)果，對(duì)吊物控制系統(tǒng)構(gòu)建了一個(gè)前饋反饋控制器整體框架，前饋控制器是由 ELM極限學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)成，反饋控制器是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與滑模變結(jié)構(gòu)控制相結(jié)合設(shè)

3、計(jì)。再結(jié)合船用起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在起重機(jī)機(jī)械臂末端增加兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向相互垂直的液壓缸，以此為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別對(duì)船體的橫搖與縱搖進(jìn)行角度補(bǔ)償，參照機(jī)器人手臂建模的方法，利用D_H建模法建立了吊臂控制系統(tǒng)的模型。
　　接著對(duì)起重船擺動(dòng)軌跡跟蹤進(jìn)行了具體的研究，用于前饋控制。由于傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在缺陷，提出一種基于極端學(xué)習(xí)機(jī)ELM算法的軌跡跟蹤方法，對(duì)ELM算法的理論及步驟進(jìn)行了探討，并與傳統(tǒng)的 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行對(duì)比，分析仿真結(jié)果，得出了