[发明专利]可消除负载摆动的塔式吊车自适应积分滑模控制器设计方法及系统

权利要求书

1.可消除负载摆动的塔式吊车自适应积分滑模控制器设计方法，其特征在于，包括：

确定塔式吊车系统的动力学模型；

在所述动力学模型中引入一个正的对角矩阵，得到变形后的动力学模型；

以将台车以及臂架快速驱动至目标位置，同时快速抑制并消除负载摆动为控制目标，定义滑动向量；

根据所述动力学模型和滑动向量，考虑消除负载摆动，设计自适应积分滑模控制器；

在所述动力学模型中引入一个正的对角矩阵，具体为：

其中，H₁₁、H₂₂分别为引入的正定对角矩阵H中的元素；

引入对角矩阵后，得到变形后的动力学模型为：

其中，为辅助矩阵/向量，分别为q的一阶导数和二阶导数，为q_r的二阶导数；

定义滑动向量具体为：

其中，表示误差向量，Λ为正定对角增益矩阵；e₁、e₂分别表示台车水平位移误差以及臂架回转角度误差，x、分别为台车水平位移以及臂架回转角度的，p_x分别代表臂架目标回转角度以及台车目标水平位移，Λ₁₁、Λ₂₂为正定对角增益矩阵Λ中的元素；

根据所述动力学模型和滑动向量，考虑消除负载摆动，设计自适应积分滑模控制器，具体为：

其中，为正定滑模增益矩阵，表示的在线估计，K_h表示正定对角增益矩阵。

2.如权利要求1所述的可消除负载摆动的塔式吊车自适应积分滑模控制器设计方法，其特征在于，所述塔式吊车系统的动力学模型具体为：

其中，

其中，M_t,m_p分别表示台车质量以及负载质量，l为吊绳长度，S₁,S₂,C₁,C₂,S₂₁,S₂₂分别为sinθ₁,sinθ₂,cosθ₁,cosθ₂,sin(2θ₁),sin(2θ₂)的缩写，g表示重力加速度，J代表臂架的转动惯量，x,分别表示台车水平位移以及臂架回转角度，θ₁,θ₂为负载摆角，F_x分别表示回转控制力矩以及平移控制力，F_rx分别代表摩擦力矩和力；

其中，R_x1,R_x2,ε_x表示与摩擦力相关的系数；分别为台车水平位移以及臂架回转角度的导数。

3.一种可消除负载摆动的塔式吊车自适应积分滑模控制器的设计系统，其特征在于，包括服务器，所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-2任一项所述的可消除负载摆动的塔式吊车自适应积分滑模控制器设计方法。

4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时执行权利要求1-2任一项所述的可消除负载摆动的塔式吊车自适应积分滑模控制器设计方法。