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机电系统自动控制：欠驱动吊运系统的控制方法设计、分析及应用


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机电系统自动控制：欠驱动吊运系统的控制方法设计、分析及应用
  • 书号：9787030719171
    作者：方勇纯等
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：B5
  • 页数：364
    字数：458000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2022-03-01
  • 所属分类：
  • 定价： ￥168.00元
    售价： ￥132.72元
  • 图书介质:
    纸质书

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本书系统地介绍了欠驱动吊运系统的动力学建模与分析、运动规划、智能控制方面最前沿的进展与研究成果，研究对象涵盖陆地吊运系统、海上船用吊运系统、空中无人机吊运系统。实际吊运系统的工作环境非常复杂，未知因素繁多，工作任务多样，目前仍存在许多亟待解决的瓶颈问题，包括：如何兼顾效率与物理约束进行最优运动规划、如何提高消摆定位的暂态控制性能、如何实现双桥式吊车的协调控制、如何解决复杂海洋环境下波浪影响时的船用吊车控制、如何实现空中无人机吊运系统的高性能控制等；针对这些实际问题，本书逐一进行了回答与讨论，提出了行之有效的控制策略，进行了实验验证，并在实际工业吊运系统上进行了典型应用。
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    前言
    第1章 绪论 1
    1.1 欠驱动系统介绍 1
    1.1.1 欠驱动机器人系统 2
    1.1.2 基准系统 3
    1.1.3 其他欠驱动系统 4
    1.2 典型吊运系统 4
    1.2.1 陆地吊运系统 4
    1.2.2 海上船用吊运系统 8
    1.2.3 空中无人机吊运系统 9
    1.3 本书主要内容 10
    参考文献 13
    第2章 二维桥式吊车轨迹规划方法 16
    2.1 引言 16
    2.2 基于相平面几何分析的解析轨迹规划方法 18
    2.2.1 问题描述 18
    2.2.2 基于相平面几何分析的轨迹规划 22
    2.2.3 仿真、实验及分析 32
    2.3 基于非线性耦合分析的在线轨迹规划方法 42
    2.3.1 在线轨迹规划框架 42
    2.3.2 轨迹规划及性能分析 43
    2.3.3 仿真、实验及分析 47
    2.4 B样条时间最优轨迹规划方法 50
    2.4.1 时间最优轨迹规划 51
    2.4.2 实验结果 59
    2.5 本章小结 61
    参考文献 62
    第3章 二维桥式吊车非线性控制 65
    3.1 引言 65
    3.2 基于负载广义运动的调节控制方法 69
    3.2.1 动力学模型分析 69
    3.2.2 储能函数构造 70
    3.2.3 控制器设计与稳定性分析 73
    3.2.4 实验结果及分析 76
    3.3 基于负载广义运动的轨迹跟踪控制方法 84
    3.3.1 模型变换及分析 84
    3.3.2 控制器设计及分析 85
    3.3.3 实验结果及分析 91
    3.4 考虑未建模动态及扰动的滑模控制方法 96
    3.4.1 问题描述 96
    3.4.2 控制器设计与稳定性分析 98
    3.4.3 实验结果及分析 106
    3.5 同时考虑匹配与不匹配干扰的滑模控制方法 112
    3.5.1 问题描述 112
    3.5.2 非线性干扰观测器的设计 114
    3.5.3 控制器的设计与稳定性分析 116
    3.5.4 实验结果与分析 121
    3.6 基于能量交换与释放的无模型参数输出反馈控制方法 127
    3.6.1 能量交换及释放 127
    3.6.2 稳定性分析 131
    3.6.3 仿真、实验及分析 135
    3.7 本章小结 141
    参考文献 142
    第4章 具有执行器饱和约束的三维吊车输出反馈控制方法 145
    4.1 引言 145
    4.2 主要内容 146
    4.2.1 模型分析 146
    4.2.2 能量整形 148
    4.2.3 主要结果 151
    4.2.4 实验结果及分析 154
    4.3 本章小结 158
    参考文献 158
    第5章 变绳长吊车非线性控制方法 161
    5.1 引言 161
    5.2 有界跟踪消摆控制方法 163
    5.2.1 问题描述 163
    5.2.2 控制器设计 164
    5.2.3 性能分析 166
    5.2.4 实验结果及分析 170
    5.3 自适应非线性耦合控制方法 174
    5.3.1 问题描述 174
    5.3.2 控制器设计 176
    5.3.3 性能分析 178
    5.3.4 实验结果及分析 183
    5.4 本章小结 189
    参考文献 189
    第6章 双摆桥式吊车控制 192
    6.1 引言 192
    6.2 带有状态约束的双摆效应吊车轨迹规划 194
    6.2.1 问题描述 194
    6.2.2 主要结果 196
    6.2.3 仿真与分析 200
    6.3 基于高斯伪谱法的时间最优轨迹规划方法 202
    6.3.1 轨迹规划方法具体流程 202
    6.3.2 仿真与实验结果分析 207
    6.4 考虑负载升降的双摆吊车增强耦合自适应控制 213
    6.4.1 问题描述 213
    6.4.2 控制器设计与稳定性分析 214
    6.4.3 实验结果 220
    6.5 本章小结 225
    参考文献 225
    附录A 227
    附录B 227
    第7章 多吊绳及双吊车协作控制 229
    7.1 引言 229
    7.2 多绳吊车控制 230
    7.2.1 多绳吊车系统介绍 230
    7.2.2 模型建立与分析 232
    7.2.3 控制器设计与稳定性分析 234
    7.2.4 实验结果 240
    7.3 双吊车自适应输出反馈控制 244
    7.3.1 问题描述 244
    7.3.2 控制器设计 248
    7.3.3 稳定性分析 252
    7.3.4 实验结果 256
    7.4 双吊车非线性协调控制 262
    7.4.1 问题描述 262
    7.4.2 模型的建立 264
    7.4.3 控制器设计与稳定性分析 266
    7.4.4 实验结果 271
    7.5 本章小结 278
    参考文献 278
    附录A 279
    附录B 282
    第8章 吊车制动控制 285
    8.1 引言 285
    8.2 问题描述 286
    8.3 紧急制动控制器设计与分析 287
    8.3.1 紧急制动控制器设计 288
    8.3.2 稳定性分析 289
    8.3.3 仿真结果及其分析 291
    8.4 改进的带摆角反馈的紧急制动控制方法设计及分析 293
    8.4.1 控制方法设计过程 294
    8.4.2 仿真与实验结果分析 296
    8.5 本章小结 303
    参考文献 303
    第9章 船用吊车控制 305
    9.1 引言 305
    9.2 船用吊车控制 306
    9.2.1 问题描述 306
    9.2.2 控制器设计与稳定性分析 309
    9.2.3 实验结果 313
    9.3 考虑输入饱和的船用吊车非线性协调控制 316
    9.3.1 问题描述 316
    9.3.2 控制器设计与稳定性分析 319
    9.3.3 实验结果及分析 322
    9.4 本章小结 329
    参考文献 329
    附录 329
    第10章 空中无人机吊运控制 331
    10.1 引言 331
    10.2 空中四旋翼无人机吊运系统的轨迹规划 332
    10.2.1 问题描述 332
    10.2.2 轨迹规划 335
    10.2.3　轨迹规划仿真结果与分析 337
    10.3 空中四旋翼无人机吊运系统的分层控制 338
    10.3.1 问题描述 338
    10.3.2 控制器设计 340
    10.3.3 数值仿真和分析 343
    10.4 本章小结 346
    参考文献 347
    第11章 工业应用 349
    11.1 天津港集装箱吊车应用实例 349
    11.1.1 轮胎式集装箱吊车特性分析 349
    11.1.2 防摇控制算法测试 352
    11.1.3 安全制动策略 354
    11.2 天津起重设备有限公司应用实例 356
    11.2.1 自动桥式吊车系统简介 356
    11.2.2 货物自动识别与运送 358
    11.2.3 自动控制过程与人工操作的对比 360
    11.2.4 系统性能指标性测试 361
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