Bref aperçu des recherches sur le contrle des grues à conteneurs STS

Bref aperçu des recherches sur le contrle des grues à conteneurs STS

Il vaut la peine de mentionner certaines des recherches fondamentales suivantes sur le contrôle des grues à conteneurs, sans être strictement par ordre de date de publication. Dans [23], un modèle dynamique d’une grue à conteneurs a été dérivé qui est équipé d’un moteur de levage et d’un moteur d’entraînement de chariot. Le problème envisagé était de transférer un conteneur à l’endroit souhaité le plus rapidement possible car un grand balancement de la charge du conteneur pendant le transfert est dangereux tout en minimisant le balancement du conteneur pendant le transfert, ainsi que le balancement à la fin du transfert . Sur la base du modèle dynamique, le contrôle optimal des moteurs a été calculé. Plusieurs types fondamentaux de mouvement de la grue ont été spécifiés ; telle leur combinaison donne le fonctionnement global efficace de la grue. Ils se composent d’un mouvement vertical, d’un mouvement horizontal et d’un mouvement diagonal.

En mouvement vertical, le conteneur, qui est à l’origine au repos, est hissé verticalement avec le couple maximal jusqu’à un certain point, où il a la vitesse maximale vers le haut. Dans le mouvement horizontal, le chariot fonctionne à la vitesse maximale et le conteneur fonctionne à une hauteur constante de la surface de la terre en gardant l’angle de pivotement égal à zéro. Le mouvement diagonal relie le mouvement vertical au mouvement horizontal. Le contrôle optimal du temps du mouvement vertical peut être calculé facilement. Le problème était de calculer le contrôle optimal du mouvement diagonal, où la trajectoire optimale devrait satisfaire les conditions initiales et terminales spécifiées. Le modèle dynamique est dérivé en utilisant les équations de Lagrange.

Dans [24], le temps minimum de transfert d’une charge, suspendue à un chariot par des cordes, d’un point initial au repos à un point terminal où elle doit être à nouveau au repos, a été étudié en contrôlant à la fois le mouvement de déplacement de le chariot et le mouvement de levage de la charge. Un soin particulier a été apporté à la modélisation des caractéristiques mécaniques et électriques du système. Mathématiquement, un problème de valeur limite avec des contraintes à la fois dans les variables de contrôle et d’état a été donné. Les conditions nécessaires et suffisantes pour des solutions optimales dans le temps sont dérivées en utilisant une extension du principe du maximum de Pontryagin. Le problème de contrôle non linéaire a été résolu analytiquement.

Le contrôle à temps minimum a également été pris en compte dans [25], où une approche a été proposée qui convertit le problème de contrôle de la grue, ayant un mouvement de déplacement et de levage simultanés, en un problème de dimension finie via un paramétrage de contrôle avec une fonction de base appropriée. Une telle approche simplifie le traitement des contraintes et permet la satisfaction aisée des contraintes d’extrémité. Dans [18], le système de grue à deux chariots a été proposé et démontré pour les résultats expérimentaux. Ceci est fait pour éviter le problème contrôlé par la séparation de l’intervalle de traversée.
Dans [26], un contrôle en deux étapes des grues à conteneurs a été étudié. La première étape de contrôle est un contrôle temps-optimal modifié avec rétroaction dans le but d’un déplacement rapide du chariot.

La commande de deuxième étage est une commande non linéaire pour la suppression rapide du balancement résiduel tout en abaissant le conteneur à la position de chariot cible. Le contrôle secondaire combine la linéarisation à rétroaction partielle pour tenir compte autant que possible des non-linéarités inconnues et le contrôle de la structure variable pour tenir compte de la dynamique et des perturbations non modélisées. Le contrôle non linéaire est étudié du point de vue du contrôle d’un système mécanique sous-actionné. Dans [27], des commandes anticipatrices efficaces dans le temps de la mise en forme des entrées ont été proposées afin de réduire les vibrations résiduelles pour les systèmes de grues à conteneurs. Compte tenu du changement de longueur de câble par le palan, plusieurs versions de contrôle de mise en forme d’entrée ont été évaluées et comparées sur une large gamme de paramètres.

Le temps proposé – les formes d’entrée efficaces pour les grues à conteneurs sont plus efficaces que les formes conventionnelles en termes de temps de manœuvre et de plage d’intensité. De plus, les façonneurs d’entrée efficaces dans le temps relâchent la relation de compromis entre le temps de manœuvre et la plage d’insensibilité. Le contrôle de mise en forme d’entrée proposé pour les grues à conteneurs modélisés comme des systèmes à variation linéaire dans le temps (LTV) ne produit pas exactement des vibrations résiduelles nulles. Lorsque le changement de longueur de câble par le palan est faible, cette méthode produit essentiellement des vibrations résiduelles nulles. Le cycle de la grue est divisé en quatre chemins. Les quatre chemins sont décrits séparément dans le but de faciliter la compréhension des modes semi-automatiques.

Dans le mode de fonctionnement semi-automatique réel, les quatre chemins sont continus et se chevauchent parfois (levage AB, mode manuel, BC-In [26], une commande en deux étapes des grues à conteneurs a été étudiée. La première étape de commande est une commande optimisée dans le temps modifiée avec rétroaction dans le but de déplacer rapidement le chariot. La commande de deuxième étape est une commande non linéaire pour la suppression rapide du balancement résiduel lors de l’abaissement du conteneur à la position cible du chariot. La commande secondaire combine la rétroaction partielle la linéarisation pour tenir compte autant que possible des non-linéarités inconnues et le contrôle de la structure variable pour tenir compte de la dynamique et des perturbations non modélisées.

Ecrit par Akira

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