基于Kalman滤波和LQG控制的起重机控制研究

摘要：

针对双载荷轨道起重机在抬升重物时的消摆时间长、定位速度慢的问题,提出采用最优控制理论和卡尔曼滤波算法,设计线性高斯二次型(Linear Quadratic Gaussian,LQG)控制器并对其进行残余振动抑制.首先,运用Lagrange方程建立起重机系统的非线性动力学方程,其次,运用雅可比矩阵将非线性方程线性化,得到系统的状态空间方程;通过证明线性系统的可控性和可观性,选择合适的权函数,设计最优二次型线性调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)和最优状态估计器来得到LQG控制器,通过建立相关模型的Simulink控制系统仿真表明:设计的LQG控制器能有效衰减残余振动;通过与PID控制器对比分析,所提出的LQG控制器能更有效衰减残余振动幅值,振动的超调量更小,所需的稳态时间更短,验证了该控制策略的有效性和可行性.

关键词：起重机、振动抑制、LQR控制、卡尔曼滤波、LQG控制

所属期刊栏目：40

分类号：TP273(自动化技术及设备)

在线出版日期：2023-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：20-26