基于滑模变结构控制的龙门吊车防摆定位控制研究

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究的内容

第2章 龙门吊车系统的动力学建模

2．1 龙门吊车系统建模概述

2．1．1 模型建立方法

2．1．2 拉格朗日方程

2．1．3 龙门吊车系统描述

2．2 龙门吊车系统定位数学模型与仿真

2．2．1 龙门吊车三维吊车动力学模型

2．2．2 龙门吊车二维吊车模型

2．2．3 模型仿真实验

2．3 龙门吊车三维模型线性化

2．3．1 模型线性化

2．3．2 线性化模型仿真验证

2．4 三维龙门吊车的能控性与能观测性分析

第3章 滑模变结构控制理论基础

3．1 引言

3．2 滑模变结构控制基本概念

3．2．1 结构的定义

3．2．2 滑动模态的定义

3．2．3 切换函数与切换面

3．3 滑模变结构控制基本原理和基本性质

3．3．1 滑模变结构控制的数学描述

3．3．2 滑动模态的存在条件

3．3．3 滑动模态的可达性

3．3．4 滑模变结构控制系统的动态品质

3．3．5 抖振问题

3．3．6 滑模控制系统的“不变性”

3．4 变结构控制器的设计步骤

3．5 切换函数与控制量设计

3．5．1 切换函数的设计

3．5．2 可达性设计

第4章 龙门吊车系统控制器设计与仿真

4．1 基于PID控制的二维吊车控制系统设计

4．1．1 PID控制器设计

4．1．2 仿真分析

4．2 基于滑模变结构控制的二维吊车控制系统设计

4．2．1 绳长控制器设计

4．2．2 防摆定位的滑模变结构控制

4．2．3 仿真分析

4．2．4 滑模变结构控制与PID控制的对比分析

4．3 基于PID控制的三维吊车控制系统设计

4．3．1 纵向方向的PID控制器设计

4．3．2 基于三维实际模型的控制仿真

4．4 基于滑模变结构控制的三维吊车控制系统设计

4．4．1 纵向方向的滑模变结构控制器设计

4．4．2 三维龙门吊车系统的滑模变结构控制仿真分析

4．4．3 滑模变结构控制与PID控制对比分析

第5章 结论

5．1 本文工作总结

5．2 对未来工作展望

参考文献

致谢