基于能量分析的欠驱动非线性吊车控制系统设计

欠驱动系统是指控制维数少于运动自由度的一类系统，如何实现这类系统的高性能控制是当前自动控制领域的研究热点之一。本项目拟针对具有不确定动态特性的欠驱动非线性桥式吊车系统，采用一种将能量分析与李雅普诺夫函数相结合的设计方法来实现吊车系统的自适应控制，使其在系统参数未知，并且存在空气阻尼等多种不确定性因素的情况下，仍然能够实现台车的精确定位，同时有效地抑制负载的摆动，从而提高吊车系统的工作效率与安全性能。为此，本项目将主要在以下几个方面展开研究：基于非线性优化与模糊规则的台车离线轨迹规划；基于能量分析方法的欠驱动吊车控制系统设计；台车运动过程中的负载抗摆研究；基于立体视觉的台车紧急制动方案设计。本项目的研究成果可以应用于实际的桥式吊车系统，提高它的运送效率和可靠性，创造出良好的经济效益。此外，本项目所研究的基于能量分析的非线性控制设计方法，将有望从理论上解决一类欠驱动系统的控制问题。