基于模糊自适应PID的二自由度门式起重机防摆控制研究  

Research on anti-swing control of two degree of freedom gantry crane based on fuzzy self-tuning PID control

作　　者：郑飞杰[1,2] 晋芳伟[1,2] 吴龙[1,2] 郑亚青[3] 邱丽梅[1,2] 王春荣[1,2] 

机构地区：[1]三明学院机电工程学院,福建三明365004 [2]机械现代设计制造技术福建省高校工程研究中心,福建三明365000 [3]华侨大学机电及自动化学院,福建厦门361021

出　　处：《宁德师范学院学报（自然科学版）》2015年第4期379-383,共5页Journal of Ningde Normal University(Natural Science)

基　　金：福建省教育厅科技项目"基于模糊PID的门式起重机器人轨迹跟踪控制研究"(JB14094);三明学院科研基金自然科学研究项目"基于模糊PID的门式起重机器人轨迹跟踪控制研究"(B201309/Q);福建省教育厅"卓越计划"试点项目(SD1109)

摘　　要：为了实现二自由度门式起重机小车精确定位和消除吊载摆动,提高起重机的工作效率,利用拉格朗日方程建立起重机动力学模型的非线性微分方程,在PID控制和模糊控制的基础上,设计模糊自适应PID防摆控制器,小车位置控制和绳长控制采用模糊PID控制,吊载摆角控制采用模糊控制.通过与PID控制仿真结果比较,验证模糊自适应PID控制方法可行,且控制过程更加平稳,响应速度更快,稳态精度更高.不管是小车位置、绳长,还是吊载质量发生改变时,系统仍保有较强的鲁棒性.In order to precisely position the trolley and promptly stop load swing of the two degrees of freedom gantry crane, and to improve the efficiency of crane, the Lagrange equation is used to establish a nonlinear differential equation of dynamics model of crane. Based on the PID control and fuzzy control, we design the fuzzy self-tuning controllers to anti-swing of crane. In the controller,the position loop of the trolley and the rope use the fuzzy PID controller,while the angle loop uses the fuzzy controller. The simulation results show： when the feasibility of the method is compared with the PID, the control process is more stable and the control accuracy is higher. Moreover, the system has better robustness no matter how the trolley position and rope length or the load mass change.

关 键 词：二自由度 门式起重机 模糊自适应 PID 防摆控制 

分 类 号：TP273[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]