五自由度臂架起重机的建模与控制

起重机的自动化可对建设项目的生产率产生直接影响。本文聚焦于最常用起重机之一——臂架起重机的控制。塔式起重机与桥式起重机已在文献中被广泛研究，而臂架起重机的控制仅少数工作有所探讨。通常，这些工作采用简化假设众多的简单模型（例如定长缆绳、假定某些动力学解耦等）。本文的首要成果是提出一个相当完整的臂架起重机非线性动力学模型，该模型考虑了所有耦合动力学，唯一的简化假设为缆绳被视为刚性。臂架起重机涉及俯仰与回转运动，会产生复杂的离心力，从而导致高度非线性的运动方程。基于此模型，我们开发了能够执行起重机位置控制同时主动阻尼载荷振荡的控制律。该方法的有效性已在具有现实物理参数的仿真中以及存在风扰的情况下得到验证。