基于滑模自抗扰控制的变绳长塔机防摆控制

作者：王祥; 陈志梅^*; 邵雪卷; 张井岗

来源：机电工程, 2023, 40(03): 444-451.

• 塔式起重机
• 滑模自抗扰控制
• 滑模控制
• 线性扩张状态观测器
• 非线性误差反馈控制律
• 鲁棒性

塔式起重机在实际应用中，由于绳长的变化会加剧负载(货物)的摆动，使得货物很难被快速、准确地运输到指定的位置。因此，为了对塔式起重机负载进行精确定位及防摆控制，提出了一种基于滑模自抗扰控制(SM-ADRC)的变绳长塔机防摆控制方法。首先，根据拉格朗日方程得出了系统的动力学方程，并依据动力学方程将系统分为了变幅、回转、提升3个子系统，并对每个子系统分别设计了线性扩张状态观测器(LESO),观测和补偿了对应回路中因参数变化、系统耦合及外界因素引起的未知总干扰；然后，结合滑模控制(SMC),设计了带有干扰补偿的非线性误差反馈控制律；最后，在MATLAB/Simulink中，在快速性、鲁棒性方面，对比分析了滑模控制方法与滑模自抗扰控制方法的控制性能。研究结果表明：相比于滑模控制方法，滑模自抗扰控制方法对塔机防摆控制时间缩短了25.5%,并且该方法不仅可以提高塔机的快速响应性能，而且具有较强的鲁棒性和自适应性，可以对塔式起重机负载进行精确定位及有效的防摆控制。

• 单位
  太原科技大学; 电子信息工程学院