[发明专利]一种柔性起重机缆绳系统的振动控制方法、装置及介质

权利要求书

1.一种柔性起重机缆绳系统的振动控制方法，其特征在于，至少包括如下步骤：

构建柔性起重机缆绳系统模型，并得到对应的动力学方程和系统边界条件公式；

引入性能函数和误差转变函数，构造边界约束控制器和干扰观测器并加入至所述柔性起重机缆绳系统；

获取所述柔性起重机缆绳系统的实际参数，检测终点偏移量是否在所述边界约束控制器和干扰观测器下稳定的特定区域；

若是，则分析该系统的边界控制律，得到闭环系统状态空间表达式，实现所述柔性起重机缆绳系统的振动抑制和输出抑制。

2.根据权利要求1所述的柔性起重机缆绳系统的振动控制方法，其特征在于，还包括：

若检测终点偏移量在所述边界约束控制器和干扰观测器下稳定的特定区域，则起重机正常运行工作；

若否，则对所述性能函数重新选择参数。

3.根据权利要求1所述的柔性起重机缆绳系统的振动控制方法，其特征在于，所述动力学方程，具体为：

所述系统边界条件公式，具体为：

q(0，t)＝0

其中，y和t表示独立的空间和时间的变量，q(y，t)表示缆索在t时刻的振动偏移，s为缆绳的长度，c为缆绳的粘性阻尼系数，T为缆绳的张力，ρ为缆绳的单位长度质量，m为负载和执行机构的质量，d(t)表示作用于缆索和有效载荷的外部干扰，u(t)表示作用于有效载荷的边界控制力，表示横向位移数q(y，t)对时间的一阶偏导数，表示横向位移数q(y，t)对时间的二阶偏导数，q″表示横向位移数q(y，t)对位移y的二阶偏导数，q′(s)表示函数q(s，t)对位移S的一阶偏导数，表示函数q(s，t)对时间的二阶偏导数。

4.根据权利要求1所述的柔性起重机缆绳系统的振动控制方法，其特征在于，引入性能函数和误差转变函数，构造边界约束控制器和干扰观测器并加入至所述柔性起重机缆绳系统，具体为：

定义辅助变量，提出干扰观测器动力学；

定义干扰误差，选择性能函数；

定义误差转变，限定∈后提出新的控制律；

定义李雅普诺夫函数，证明加入所述新的控制律后的系统是渐近稳定的。

5.根据权利要求3所述的柔性起重机缆绳系统的振动控制方法，其特征在于，所述分析该系统的边界控制律，得到闭环系统状态空间表达式，实现所述柔性起重机缆绳系统的振动抑制和输出抑制，具体为：

分析边界控制律，确定空间得到闭环系统状态空间表达式；其中，为定义的控制系统状态的空间表达式；

通过计算得到闭环系统中关于非线性算子Q的D(Q)的域，采用Lumper-Phillips定理得到在空间状态Q上的一个有界线性算子Q(t)；其中，所述D(Q)为非线性算子Q的域；

采用LaSalle不变性定理，计算得到边界偏差e＝q(s)遵从规定的瞬态和稳态性能界限，所述q(s)为边界偏差，s为缆绳的长度。

6.根据权利要求1所述的柔性起重机缆绳系统的振动控制方法，其特征在于，所述性能函数具体为：

μ(t)＝(μ₀-μ_∞)e^-ιt+μ_∞

其中，μ(t)为正数并且为单调递增的函数，μ₀，μ_∞，ι为正常数，且lim_t→∞μ(t)＝μ_∞＞0。

7.一种柔性起重机缆绳系统的振动控制装置，其特征在于，包括：

构建缆绳系统模块，用于构建柔性起重机缆绳系统模型，并得到对应的动力学方程和系统边界条件公式；

构建辅助系统模块，用于引入性能函数和误差转变函数，构造边界约束控制器和干扰观测器并加入至所述柔性起重机缆绳系统；

检测模块，用于获取所述柔性起重机缆绳系统的实际参数，检测终点偏移量是否在所述边界约束控制器和干扰观测器下稳定的特定区域；

控制模块，用于分析该系统的边界控制律，得到闭环系统状态空间表达式，实现所述柔性起重机缆绳系统的振动抑制和输出抑制。