庞振华 刘 放 吴 涛 唐 语

西南交通大学机械工程学院 成都 610031

0 引言

目前，起重机的防摇技术主要分为两部分，机械防摇和电子防摇，电子防摇在现代社会中逐渐成为防摇领域主流的研究方向。刘斌在串级PID控制模型的内环引入模糊控制算法[1]。时宇环提出一种基于谱共轭梯度法的T-S模糊神经网络控制方法[2]，在起重机－吊载系统的防摇控制中,取得了理想的控制效果。Ho-Hoon Lee提出位置伺服和模糊逻辑控制器[3]，研究结果表明，上述防摇方式能有效地抑制吊重的摆动且保证起重机位置的精确性。陈天宇提出了一种基于带有扰动补偿的终端滑模结构的桥吊控制方法[4]；张氢提出一种采用吊具辅助钢丝绳作牵引的主动防摇方法[5]；姚亚婵提出一种基于线性矩阵不等式(LMI)方法的状态反馈H_∞鲁棒PID控制策略[6]；Kawai提出了一种用于集装箱起重机的带有图像传感器的防摆系统[7]；Yamamot提出了一种用于定速起重机的简单防摆控制算法[8]；Caporali提出使用计算机视觉跟踪和自适应粒子滤波来控制闭环中的防晃动[9]。

本文研究了模糊PID控制器对起重机防摇效果的影响。通过改变PID控制参数提高防摇效率，起重机在运行过程中对控制参数进行自整定可有效减小摆动角度、防摇控制时间，还能防止超调现象的发生。

1 起重机动力学简化模型

1.1 建立抽象力学模型

起重机抽象模型如图1所示，主要由小车、吊重、摆杆及横梁等组成。小车在横梁上通过驱动力F可以左右运动，小车与横梁之间存在一定阻尼。……