Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 2

Optimal and robust control of 3D crane

10.15199/48.2016.02.53

Mariusz PAULUK

nr katalogowy: 96953
10.15199/48.2016.02.53

W artykule zaprezentowano wyniki rozważań na temat możliwości optymalno-czasowego sterowania suwnicą 3D. Zaimplementowano ideę optymalnych trajektorii sąsiadujących w celu zapewnienia odporności sterowania optymalno-czasowego, obliczonego na podstawie nieliniowego modelu. Regulator LQ nadzoruje proces regulacji i dodatkowo eliminuje niepożądane własności trajektorii optymalnej. Zamieszczono krótkie omówienie wyników eksperymentalnych przeprowadzonych zarówno w otwartej jak i zamkniętej pętli sterowania. Możliwości optymalno-czasowego sterowania suwnicą 3D Abstract. This paper concerns the time-optimal control of 3D crane, based on a tenth order nonlinear mathematical model. The idea of neighboring optimal trajectories is employed to ensure robustness of the time-optimal control calculated for the nonlinear model. An LQ controller supervises the control process and additionally eliminates unwanted properties of the optimal trajectory. The results of open-loop and closed-loop experiments are discussed. Słowa kluczowe: suwnica 3D, sterowanie w czasie rzeczywistym, sterowanie optymalno-czasowe, regulator LQ, Keywords: 3D crane, real time control, time optimal control, LQ controller Introduction A crane control task almost always relies on a trade-off between the time of transport and payload oscillations. Usually, faster transport causes greater swings of the payload which forces the operator to slow down the crane cart. An additional factor which makes the cranes working in open air slower are winds. It is thus natural that good solutions of the crane control problem are such that move the payload along a time-optimal trajectory with oscillations as small as possible, and the control algorithm is robust to disturbances. In many papers 2D crane models are considered [1][6]. The presented controllers are usually based on linear models and it is assumed that the oscillations of the payload are so small that the trigonometric relations ma[...]

Bibliografia

[1] Najib K., Dankadai, Ahmad ‘Athif Mohd Faudzi, Amir Bature, Suleiman Babani, Muhammad I. Faruk, Position Control of a 2D Nonlinear Gantry Crane System using Model Predictive Controller, Applied Mechanics and Materials, Vol. 735 (2015) 282-288
[2] Yoshida K., Nonlinear Controller Design for a Crane System with State Constraints, proceedings of the American Control Conference (1998), Philadelphia, Pennsylvania
[3] Hong KS, Kim JH, Lee KI, Control of a Container Crane: Fast Traversing and Residual Sway Control from the Perspective of Controlling an Undeactuated System, proceedings of the American Control Conference, Philadelphia (1998), Pennsylvania
[4] Tuan Anh Le ,Soon-Geul Lee and Sang-Chan Moon, Partial feedback linearization and sliding mode techniques for 2D crane control, Transactions of the Institute of Measurement and Control (2014), Vol. 36(1) 78-8
[5] Yoshida Y., Tsuzuki K., Visual Tracking and Control of a Moving Overhead Crane Load, Advanced Motion Control, (2006), 630 - 635, 9th IEEE International Workshop on,
[6] Liu Yong-qiu , Liu Xiao-feng , Wang Hai-xia, Strategic Analysis and Experimental Research on Synchronization Control of Dual-motor in Crane, Applied Mechanics and Materials Vols. 644-650 (2014) pp 836-839
[7] Hämäläinen J.J., A.Martinnen, L.Baharova, J.Virkunen, Optimal path planning for a trolley crane: fast and smooth transfer of load, IEE Proceedings Control Theory (1995) Appl., Vol. 142, No. 1
[8] Turnau A. Postępy w regulacji optymalnoczasowej w czasie rzeczywistym, Automatyka i Robotyka, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa (2013), ISBN 978-83-7837-032- 1.
[9] Korytowski A., M. Szymkat, Consistent Control Procedures in the Monotone Structural Evolution. Part 1: Theory, Recent Advances in Optimization and its Applications in Engineering. Ed. by M. Diehl et al., Springer, (2010), 247-256.
[10] Szymkat M. A. Korytowski, Consistent Control Procedures in the Monotone Structural Evolution. Part 2: Examples and Computational Aspects. Recent Advances in Optimization and its Applications in Engineering. Ed. by M. Diehl et al., Springer, 2010, 257-266
[11] Szymkat M, Korytowski A, Turnau A.,Variable control parameterization for time-optimal problems, IFAC CACSD 2000 Conference, Salford, UK
[12] Pesch H.J., Real-time Computation of Feedback Controls for Constrained Optimal ControlProblems, Part1: Neighbouring Extremals, Optimal Control Applications and Methods 10 (1989), 129-145
[13] Pauluk M., Projektowanie algorytmów sterujących w układach sterowanych napięciowo i prądowo, Miesięcznik Naukowo- Techniczny PAR - Pomiary, Automatyka, Robotyka (2005), 12/2005, 37-45, Warszawa
[14] Pauluk M., Model matematyczny trójwymiarowej suwnicy, "Automatyka" - półrocznik tom 6, zeszyt 1 (2002), 69-102, Akademia Górniczo - Hutnicza, Kraków
[15] Augustyn J., Bania P., Baranowski J., Czubak P., Długosz M., Klemiato M., Pauluk M., Skruch P., Tutaj A., Perspektywiczne zagadnienia automatyki i robotyki, Baranowski J. (ed). w przygotowaniu do druku

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 96953 "Optimal and robust contro..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2016-2

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma