回转旋臂式船用起重机系统动力学建模与非线性控制

项目名称： 回转旋臂式船用起重机系统动力学建模与非线性控制

项目编号： No.11372144

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 方勇纯

作者单位： 南开大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 回转旋臂式船用起重机是一类典型的欠驱动系统，且在工作过程中受到海浪等持续扰动的影响，对其进行研究兼具理论和实际应用两方面的意义。本项目拟对工作在海洋等环境下的船用起重机系统的建模与控制问题展开深入研究。具体而言，考虑到船用起重机变量多、耦合强等特性，将采用拉格朗日方法为其建立一个能综合考虑海浪等因素影响，相对全面的数学模型。在此基础上，针对其非线性欠驱动的特性，把控制任务分解为轨迹规划和跟踪控制两个步骤。在轨迹规划时，着重考虑系统的定位目标和欠驱动特性，将智能方法和操作经验相结合来构造目标轨迹。在设计跟踪控制器时，深入考虑跟踪误差，海浪持续扰动抑制等方面的要求，采用滑模等非线性控制方法来实现跟踪误差渐近收敛，系统暂态性能优良等目标。本项目将采用李雅普诺夫方法来理论分析所设计的回转旋臂式起重机系统的稳定性。此外，我们还将开发船用起重机原理性平台，对所设计的控制系统的性能进行综合测试。

中文关键词： 船用吊车；干扰抑制；自适应控制；轨迹规划；紧急制动

英文摘要： An offshore boom crane is a typical underactuated system which suffers from such persistent disturbance as waves and ocean currents during its operation. The study for an offshore boom crane benefits in both theoretical and application aspects. This proje

英文关键词： Offshore crane；disturbance suppression；adaptive control；trajectory planning；emergency braking