《機電系統(tǒng)自動控制：欠驅(qū)動吊運系統(tǒng)的控制方法設(shè)計、分析及應(yīng)用》系統(tǒng)地介紹了欠驅(qū)動吊運系統(tǒng)的動力學建模與分析、運動規(guī)劃、智能控制方面*前沿的進展與研究成果，研究對象涵蓋陸地吊運系統(tǒng)、海上船用吊運系統(tǒng)、空中無人機吊運系統(tǒng)。實際吊運系統(tǒng)的工作環(huán)境非常復雜，未知因素繁多，工作任務(wù)多樣，目前仍存在許多亟待解決的瓶頸問題，包括：如何兼顧效率與物理約束進行*優(yōu)運動規(guī)劃、如何提高消擺定位的暫態(tài)控制性能、如何實現(xiàn)雙橋式吊車的協(xié)調(diào)控制、如何解決復雜海洋環(huán)境下波浪影響時的船用吊車控制、如何實現(xiàn)空中無人機吊運系統(tǒng)的高性能控制等；針對這些實際問題，《機電系統(tǒng)自動控制：欠驅(qū)動吊運系統(tǒng)的控制方法設(shè)計、分析及應(yīng)用》逐一進行了回答與討論，提出了行之有效的控制策略，進行了實驗驗證，并在實際工業(yè)吊運系統(tǒng)上進行了典型應(yīng)用。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 欠驅(qū)動系統(tǒng)介紹 1
1.1.1 欠驅(qū)動機器人系統(tǒng) 2
1.1.2 基準系統(tǒng) 3
1.1.3 其他欠驅(qū)動系統(tǒng) 4
1.2 典型吊運系統(tǒng) 4
1.2.1 陸地吊運系統(tǒng) 4
1.2.2 海上船用吊運系統(tǒng) 8
1.2.3 空中無人機吊運系統(tǒng) 9
1.3 本書主要內(nèi)容 10
參考文獻 13
第2章 二維橋式吊車軌跡規(guī)劃方法 16
2.1 引言 16
2.2 基于相平面幾何分析的解析軌跡規(guī)劃方法 18
2.2.1 問題描述 18
2.2.2 基于相平面幾何分析的軌跡規(guī)劃 22
2.2.3 仿真、實驗及分析 32
2.3 基于非線性耦合分析的在線軌跡規(guī)劃方法 42
2.3.1 在線軌跡規(guī)劃框架 42
2.3.2 軌跡規(guī)劃及性能分析 43
2.3.3 仿真、實驗及分析 47
2.4 B樣條時間*優(yōu)軌跡規(guī)劃方法 50
2.4.1 時間*優(yōu)軌跡規(guī)劃 51
2.4.2 實驗結(jié)果 59
2.5 本章小結(jié) 61
參考文獻 62
第3章 二維橋式吊車非線性控制 65
3.1 引言 65
3.2 基于負載廣義運動的調(diào)節(jié)控制方法 69
3.2.1 動力學模型分析 69
3.2.2 儲能函數(shù)構(gòu)造 70
3.2.3 控制器設(shè)計與穩(wěn)定性分析 73
3.2.4 實驗結(jié)果及分析 76
3.3 基于負載廣義運動的軌跡跟蹤控制方法 84
3.3.1 模型變換及分析 84
3.3.2 控制器設(shè)計及分析 85
3.3.3 實驗結(jié)果及分析 91
3.4 考慮未建模動態(tài)及擾動的滑�？刂品椒� 96
3.4.1 問題描述 96
3.4.2 控制器設(shè)計與穩(wěn)定性分析 98
3.4.3 實驗結(jié)果及分析 106
3.5 同時考慮匹配與不匹配干擾的滑�？刂品椒� 112
3.5.1 問題描述 112
3.5.2 非線性干擾觀測器的設(shè)計 114
3.5.3 控制器的設(shè)計與穩(wěn)定性分析 116
3.5.4 實驗結(jié)果與分析 121
3.6 基于能量交換與釋放的無模型參數(shù)輸出反饋控制方法 127
3.6.1 能量交換及釋放 127
3.6.2 穩(wěn)定性分析 131
3.6.3 仿真、實驗及分析 135
3.7 本章小結(jié) 141
參考文獻 142
第4章 具有執(zhí)行器飽和約束的三維吊車輸出反饋控制方法 145
4.1 引言 145
4.2 主要內(nèi)容 146
4.2.1 模型分析 146
4.2.2 能量整形 148
4.2.3 主要結(jié)果 151
4.2.4 實驗結(jié)果及分析 154
4.3 本章小結(jié) 158
參考文獻 158
第5章 變繩長吊車非線性控制方法 161
5.1 引言 161
5.2 有界跟蹤消擺控制方法 163
5.2.1 問題描述 163
5.2.2 控制器設(shè)計 164
5.2.3 性能分析 166
5.2.4 實驗結(jié)果及分析 170
5.3 自適應(yīng)非線性耦合控制方法 174
5.3.1 問題描述 174
5.3.2 控制器設(shè)計 176
5.3.3 性能分析 178
5.3.4 實驗結(jié)果及分析 183
5.4 本章小結(jié) 189
參考文獻 189
第6章 雙擺橋式吊車控制 192
6.1 引言 192
6.2 帶有狀態(tài)約束的雙擺效應(yīng)吊車軌跡規(guī)劃 194
6.2.1 問題描述 194
6.2.2 主要結(jié)果 196
6.2.3 仿真與分析 200
6.3 基于高斯偽譜法的時間*優(yōu)軌跡規(guī)劃方法 202
6.3.1 軌跡規(guī)劃方法具體流程 202
6.3.2 仿真與實驗結(jié)果分析 207
6.4 考慮負載升降的雙擺吊車增強耦合自適應(yīng)控制 213
6.4.1 問題描述 213
6.4.2 控制器設(shè)計與穩(wěn)定性分析 214
6.4.3 實驗結(jié)果 220
6.5 本章小結(jié) 225
參考文獻 225
附錄A 227
附錄B 227
第7章 多吊繩及雙吊車協(xié)作控制 229
7.1 引言 229
7.2 多繩吊車控制 230
7.2.1 多繩吊車系統(tǒng)介紹 230
7.2.2 模型建立與分析 232
7.2.3 控制器設(shè)計與穩(wěn)定性分析 234
7.2.4 實驗結(jié)果 240
7.3 雙吊車自適應(yīng)輸出反饋控制 244
7.3.1 問題描述 244
7.3.2 控制器設(shè)計 248
7.3.3 穩(wěn)定性分析 252
7.3.4 實驗結(jié)果 256
7.4 雙吊車非線性協(xié)調(diào)控制 262
7.4.1 問題描述 262
7.4.2 模型的建立 264
7.4.3 控制器設(shè)計與穩(wěn)定性分析 266
7.4.4 實驗結(jié)果 271
7.5 本章小結(jié) 278
參考文獻 278
附錄A 279
附錄B 282
第8章 吊車制動控制 285
8.1 引言 285
8.2 問題描述 286
8.3 緊急制動控制器設(shè)計與分析 287
8.3.1 緊急制動控制器設(shè)計 288
8.3.2 穩(wěn)定性分析 289
8.3.3 仿真結(jié)果及其分析 291
8.4 改進的帶擺角反饋的緊急制動控制方法設(shè)計及分析 293
8.4.1 控制方法設(shè)計過程 294
8.4.2 仿真與實驗結(jié)果分析 296
8.5 本章小結(jié) 303
參考文獻 303
第9章 船用吊車控制 305
9.1 引言 305
9.2 船用吊車控制 306
9.2.1 問題描述 306
9.2.2 控制器設(shè)計與穩(wěn)定性分析 309
9.2.3 實驗結(jié)果 313
9.3 考慮輸入飽和的船用吊車非線性協(xié)調(diào)控制 316
9.3.1 問題描述 316
9.3.2 控制器設(shè)計與穩(wěn)定性分析 319
9.3.3 實驗結(jié)果及分析 322
9.4 本章小結(jié) 329
參考文獻 329
附錄 329
第10章 空中無人機吊運控制 331
10.1 引言 331
10.2 空中四旋翼無人機吊運系統(tǒng)的軌跡規(guī)劃 332
10.2.1 問題描述 332
10.2.2 軌跡規(guī)劃 335
10.2.3 軌跡規(guī)劃仿真結(jié)果與分析 337
10.3 空中四旋翼無人機吊運系統(tǒng)的分層控制 338
10.3.1 問題描述 338
10.3.2 控制器設(shè)計 340
10.3.3 數(shù)值仿真和分析 343
10.4 本章小結(jié) 346
參考文獻 347
第11章 工業(yè)應(yīng)用 349
11.1 天津港集裝箱吊車應(yīng)用實例 349
11.1.1 輪胎式集裝箱吊車特性分析 349
11.1.2 防搖控制算法測試 352
11.1.3 安全制動策略 354
11.2 天津起重設(shè)備有限公司應(yīng)用實例 356
11.2.1 自動橋式吊車系統(tǒng)簡介 356
11.2.2 貨物自動識別與運送 358
11.2.3 自動控制過程與人工操作的對比 360
11.2.4 系統(tǒng)性能指標性測試 361
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