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吊装机械臂末端吊具防摇控制的实验研究

作者：卢凯,王挺. 日期：2023-02-15/span> 浏览：550 查看PDF文档

吊装机械臂末端吊具防摇控制的实验研究*

卢凯1,2,3,王挺1,2*

(1.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁沈阳 110016;2.中国科学院机器人与

智能制造创新研究院,辽宁沈阳 110169;3.东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳 110819)

摘要:在起重机的吊装过程中,吊装机械臂吊重的摇摆会造成吊装装卸效率低下,同时也会带来极大的安全隐患,为此,以平面三连杆式吊装机械臂为例,对其运行过程中末端吊具的防摇问题进行了实验研究。首先,建立了平面三自由度机械臂的运动模型,推导了其末端的速度公式;然后,提出了一种常规PID与模糊神经网络相结合的控制方法,以此消减了吊载的摇摆;阐述了控制系统所采用的模糊神经网络控制器的结构和算法,运用BP算法的带动量因子调整参数和权值,提高了神经网络的学习速度;最后,在Simulink中对控制系统进行了仿真分析,并在某抓取机械臂实验平台上进行了实物防摇实验,对比分析了实验与仿真结果。研究结果表明:基于模糊神经网络控制的吊装机械臂防摇效果更好,能使吊具抓手定位精度更高;相对于常规PID控制,该方法超调量小,调节时间缩短了28.6%,吊具最大摆角降低了59.2%。

关键词:自行式起重机;平面三自由度机械臂;吊具防摇;模糊控制;神经网络;吊具抓手定位精度

中图分类号:TH213文献标识码:A文章编号:1001-4551(2022)12-1776-08

本文引用格式:

卢凯,王挺.吊装机械臂末端吊具防摇控制的实验研究［J］.机电工程,2022,39(12):1776-1783.

LU Kai, WANG Ting. Experimental research on anti-sway control of hoisting manipulator end spreader［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(12):1776-1783.