機(jī)和塔式起重機(jī)進(jìn)行防搖控制，延遲反饋加大了系統(tǒng)阻尼；5采用輸入整形法和數(shù)字濾波器對(duì)橋式起重機(jī)進(jìn)行控制，證明了輸入整形法在抑制吊重?cái)[動(dòng)上比數(shù)字濾波器響應(yīng)更快；6將輸入整形算法應(yīng)用于集裝箱起重機(jī)防搖控制中，與傳統(tǒng)單次加速相比，輸入整形法對(duì)較小頻率變化具有魯棒性。

 

    本文利用龍門起重機(jī)的數(shù)學(xué)模型，研究了基于輸入整形（inputtingshaper，IS）法的龍門起重機(jī)吊重防搖控制。

 

    基金項(xiàng)目：湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：1040282輸入整形控制bookmark2輸入整形法是種前饋控制技術(shù)，廣泛的應(yīng)用于龍門起重機(jī)控制。這項(xiàng)技術(shù)是將系統(tǒng)的輸入與整形器中產(chǎn)生的一系列脈沖作卷積，結(jié)果作為控制系統(tǒng)的輸入來驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，達(dá)到減小殘余振動(dòng)的目的。輸入整形器的參數(shù)是通過解一組限制方程來獲得，根據(jù)不同限制方程就可以設(shè)計(jì)出不同整形器來限制系統(tǒng)殘余振動(dòng)。殘余振動(dòng)的幅值可以表示為：ZV法消擺的能力可以看做是正弦信號(hào)的疊加過程，如所示。如果兩個(gè)幅值相同、頻率相同的正弦信號(hào)它們之間以合適的相位疊加在起，所產(chǎn)生的組合將沒有振蕩，即實(shí)現(xiàn)消擺。

 

    O系統(tǒng)固有頻率，Z――系統(tǒng)阻尼系數(shù)；n――整形中的脈沖數(shù)；第i個(gè)脈沖的幅度和時(shí)間；-*后一個(gè)脈沖的時(shí)間t目前用于閉環(huán)系統(tǒng)的輸入整形器主要有ZV整形器，限制方程為V（w，）=0.由于整形器有時(shí)間延遲，通常取**個(gè)脈沖的時(shí)間，1=，同時(shí)為了使整形前的輸入和整形后的輸入驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生相同的運(yùn)動(dòng)，脈沖幅值必須滿足對(duì)于具有兩個(gè)脈沖的ZV整形器，其脈沖輸入序列為根據(jù)龍門起重機(jī)數(shù)學(xué)模型和輸入整形算法，在Mat-lab/Simulink中構(gòu)建龍門起重機(jī)仿真框圖如所示。

 

    型頻率。如果w振蕩周期。

 

    理論上，如果起重機(jī)在作業(yè)過程中懸索長(zhǎng)度、線性阻尼不變，即系統(tǒng)⑴的模型參數(shù)O，保持為恒定值，ZV法可以在0.5個(gè)理論振蕩周期內(nèi)，即0.5Td內(nèi)完全消除由于起重機(jī)小車加速所引起的吊重?cái)[角的波動(dòng)。而在實(shí)際起重機(jī)作業(yè)過程中，系統(tǒng)模型參數(shù)尤其是與懸索長(zhǎng)度相關(guān)的w的變化不可避免，這就對(duì)ZV法在實(shí)際的起重機(jī)擺角波動(dòng)抑制控制中的應(yīng)用帶來了局限性。為了減少ZV法對(duì)模型參數(shù)的敏感性，學(xué)術(shù)界提出了ZVD法（Zero-VibrationandDerivativeShaper，ZVD）。ZVD法在ZV法的基礎(chǔ)上，增加了V對(duì)w的變化率在w與IS中的系統(tǒng)模型頻率m相等處為0的約束條件：：0約束條件起可以確定三脈沖ZVD（a）ZV法與未整形龍門起重機(jī)吊重?cái)[角響應(yīng)（b）ZVD法與未整形龍門起重機(jī)吊重?cái)[角響應(yīng)龍門起重機(jī)吊重?cái)[角響應(yīng)從中可以看出，當(dāng)未整形的輸入加到系統(tǒng)中，吊臂定位后負(fù)載會(huì)產(chǎn)生等幅擺動(dòng)，而將兩種經(jīng)過整形后的輸入信號(hào)加到系統(tǒng)中后，負(fù)載在整形輸入作用結(jié)束后基本實(shí)現(xiàn)零殘余擺動(dòng)，但經(jīng)ZV整形后負(fù)載的定位和消擺時(shí)間都比ZVD要短。

 

    兩脈沖輸入整形與三脈沖輸入整形龍門起重機(jī)吊重?cái)[角響應(yīng)從中可以看出，將兩種經(jīng)過整形后的輸入信號(hào)加到系統(tǒng)中后，負(fù)載在ZVD法輸入作用結(jié)束后的殘余擺動(dòng)遠(yuǎn)小于ZV法，說明ZVD法對(duì)吊重?cái)[長(zhǎng)變化的魯棒性優(yōu)于4結(jié)語通過對(duì)龍門起重機(jī)在輸入整形前后的分析，輸入整形法可以抑制吊重殘余擺動(dòng)，在控制上ZVD法對(duì)吊重?cái)[長(zhǎng)變化的魯棒性優(yōu)于ZV法，而在定位和消擺時(shí)間上ZV法比ZVD法要短，在Matlab/Simulink中的仿真結(jié)果驗(yàn)證了輸入整形策略對(duì)吊重防擺控制的有效性。