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機電系統自動控制--欠驅動吊運系統的控制方法設計分析及應用

作者：方勇純//孫寧//盧彪//陳鶴//梁瀟|責編:趙艷春//高慧元
出版社：科學
ISBN：9787030719171

出版日期：2022/03/01
裝幀：平裝
頁數：364

人民幣：RMB 168 元售價：元

內容大鋼

本書系統地介紹了欠驅動吊運系統的動力學建模與分析、運動規劃、智能控制方面最前沿的進展與研究成果，研究對象涵蓋陸地吊運系統、海上船用吊運系統、空中無人機吊運系統。實際吊運系統的工作環境非常複雜，未知因素繁多，工作任務多樣，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最優運動規劃、如何提高消擺定位的暫態控制性能、如何實現雙橋式吊車的協調控制、如何解決複雜海洋環境下波浪影響時的船用吊車控制、如何實現空中無人機吊運系統的高性能控制等；針對這些實際問題，本書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，並在實際工業吊運系統上進行了典型應用。
本書內容新穎，實用性強，層層遞進，理論與實際結合緊密，可為從事欠驅動機電系統控制研究的相關科研工作者、工程技術人員提供較為全面的參考，也可作為高年級本科生、研究生的專業教材。

作者介紹

方勇純//孫寧//盧彪//陳鶴//梁瀟|責編:趙艷春//高慧元

前言
第1章  緒論
  1.1  欠驅動系統介紹
    1.1.1  欠驅動機器人系統
    1.1.2  基準系統
    1.1.3  其他欠驅動系統
  1.2  典型吊運系統
    1.2.1  陸地吊運系統
    1.2.2  海上船用吊運系統
    1.2.3  空中無人機吊運系統
  1.3  本書主要內容
  參考文獻
第2章  二維橋式吊車軌跡規劃方法
  2.1  引言
  2.2  基於相平面幾何分析的解析軌跡規劃方法
    2.2.1  問題描述
    2.2.2  基於相平面幾何分析的軌跡規劃
    2.2.3  模擬、實驗及分析
  2.3  基於非線性耦合分析的在線軌跡規劃方法
    2.3.1  在線軌跡規劃框架
    2.3.2  軌跡規劃及性能分析
    2.3.3  模擬、實驗及分析
  2.4  B樣條時間最優軌跡規劃方法
    2.4.1  時間最優軌跡規劃
    2.4.2  實驗結果
  2.5  本章小結
  參考文獻
第3章  二維橋式吊車非線性控制
  3.1  引言
  3.2  基於負載廣義運動的調節控制方法
    3.2.1  動力學模型分析
    3.2.2  儲能函數構造
    3.2.3  控制器設計與穩定性分析
    3.2.4  實驗結果及分析
  3.3  基於負載廣義運動的軌跡跟蹤控制方法
    3.3.1  模型變換及分析
    3.3.2  控制器設計及分析
    3.3.3  實驗結果及分析
  3.4  考慮未建模動態及擾動的滑模控制方法
    3.4.1  問題描述
    3.4.2  控制器設計與穩定性分析
    3.4.3  實驗結果及分析
  3.5  同時考慮匹配與不匹配干擾的滑模控制方法
    3.5.1  問題描述
    3.5.2  非線性干擾觀測器的設計
    3.5.3  控制器的設計與穩定性分析
    3.5.4  實驗結果與分析
  3.6  基於能量交換與釋放的無模型參數輸出反饋控制方法
    3.6.1  能量交換及釋放
    3.6.2  穩定性分析

    3.6.3  模擬、實驗及分析
  3.7  本章小結
  參考文獻
第4章  具有執行器飽和約束的三維吊車輸出反饋控制方法
  4.1  引言
  4.2  主要內容
    4.2.1  模型分析
    4.2.2  能量整形
    4.2.3  主要結果
    4.2.4  實驗結果及分析
  4.3  本章小結
  參考文獻
第5章  變繩長吊車非線性控制方法
  5.1  引言
  5.2  有界跟蹤消擺控制方法
    5.2.1  問題描述
    5.2.2  控制器設計
    5.2.3  性能分析
    5.2.4  實驗結果及分析
  5.3  自適應非線性耦合控制方法
    5.3.1  問題描述
    5.3.2  控制器設計
    5.3.3  性能分析
    5.3.4  實驗結果及分析
  5.4  本章小結
  參考文獻
第6章  雙擺橋式吊車控制
  6.1  引言
  6.2  帶有狀態約束的雙擺效應吊車軌跡規劃
    6.2.1  問題描述
    6.2.2  主要結果
    6.2.3  模擬與分析
  6.3  基於高斯偽譜法的時間最優軌跡規劃方法
    6.3.1  軌跡規劃方法具體流程
    6.3.2  模擬與實驗結果分析
  6.4  考慮負載升降的雙擺吊車增強耦合自適應控制
    6.4.1  問題描述
    6.4.2  控制器設計與穩定性分析
    6.4.3  實驗結果
  6.5  本章小結
  參考文獻
  附錄A
  附錄B
第7章  多吊繩及雙吊車協作控制
  7.1  引言
  7.2  多繩吊車控制
    7.2.1  多繩吊車系統介紹
    7.2.2  模型建立與分析
    7.2.3  控制器設計與穩定性分析
    7.2.4  實驗結果

  7.3  雙吊車自適應輸出反饋控制
    7.3.1  問題描述
    7.3.2  控制器設計
    7.3.3  穩定性分析
    7.3.4  實驗結果
  7.4  雙吊車非線性協調控制
    7.4.1  問題描述
    7.4.2  模型的建立
    7.4.3  控制器設計與穩定性分析
    7.4.4  實驗結果
  7.5  本章小結
  參考文獻
  附錄A
  附錄B
第8章  吊車制動控制
  8.1  引言
  8.2  問題描述
  8.3  緊急制動控制器設計與分析
    8.3.1  緊急制動控制器設計
    8.3.2  穩定性分析
    8.3.3  模擬結果及其分析
  8.4  改進的帶擺角反饋的緊急制動控制方法設計及分析
    8.4.1  控制方法設計過程
    8.4.2  模擬與實驗結果分析
  8.5  本章小結
  參考文獻
第9章  船用吊車控制
  9.1  引言
  9.2  船用吊車控制
    9.2.1  問題描述
    9.2.2  控制器設計與穩定性分析
    9.2.3  實驗結果
  9.3  考慮輸入飽和的船用吊車非線性協調控制
    9.3.1  問題描述
    9.3.2  控制器設計與穩定性分析
    9.3.3  實驗結果及分析
  9.4  本章小結
  參考文獻
  附錄
第10章  空中無人機吊運控制
  10.1  引言
  10.2  空中四旋翼無人機吊運系統的軌跡規劃
    10.2.1  問題描述
    10.2.2  軌跡規劃
    10.2.3  軌跡規劃模擬結果與分析
  10.3  空中四旋翼無人機吊運系統的分層控制
    10.3.1  問題描述
    10.3.2  控制器設計
    10.3.3  數值模擬和分析
  10.4  本章小結

  參考文獻
第11章  工業應用
  11.1  天津港集裝箱吊車應用實例
    11.1.1  輪胎式集裝箱吊車特性分析
    11.1.2  防搖控制演算法測試
    11.1.3  安全制動策略
  11.2  天津起重設備有限公司應用實例
    11.2.1  自動橋式吊車系統簡介
    11.2.2  貨物自動識別與運送
    11.2.3  自動控制過程與人工操作的對比
    11.2.4  系統性能指標性測試

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