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摘要
为了同时解决吊车在复杂工况下运行时负载的摇摆问题和小车定位问题，设计了一种基于鲸鱼优化算法(WOA)优化的吊车串级模糊PID控制系统。根据吊车动力学结构特征，将吊车系统分为内外两个子系统进行串级控制，保证了内部独立性的同时，又加强了系统的抗干扰能力。考虑到WOA算法调节参数少，寻优能力强的特点。设计出了一种对吊车控制系统的内部参数(量化因子、比例因子)进行在线自整定的控制策略，解决了该类参数以往严重依赖于人工试凑法调整的缺陷，使得控制系统的性能达到了最优。通过设计传统PID吊车控制系统、串级模糊PID系统、以及设计传统PSO算法优化的吊车系统作为对比，实验结果证明，基于WOA算法控制的串级模糊PID吊车控制策略更好，具体表现在其对负载的消摆作用更好，同时吊车的小车定位时间更短，超调量等各项性能指标更出色。还设置了不同吊装高度的变绳长实验，表明所提出的控制系统对参数变化不敏感，可直接移植于不同的吊车系统，具有广泛的适用性。
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