%41تخفیف

دانلود پروژه: کنترل غیرخطی بهینه­ی جرثقیل­های حامل کانتینر با استفاده از معادلات ریکاتی وابسته به حالت(SDRE) در حضور اغتشاش باد

تعداد 84صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد مهندسی ابزار دقیق و اتوماسیون در صنایع نفت

کنترل غیرخطی بهینه­ی جرثقیل­های حامل کانتینر با استفاده از معادلات ریکاتی وابسته به حالت(SDRE) در حضور اغتشاش باد

چکیده

هدف اصلی از انجام این پروژه، طراحی یک کنترل­کننده­ي غیرخطی بهینه به منظور کاهش و تضعیف اثر اغتشاش باد بر تاب خوردن جرثقیل­هاي حامل کانتینر است. اغلب کنترل­کننده­ها براي این دسته از سیستم­ها طوري طراحی شده که بار را با بیشترین سرعت وکم ترین تاب خوردن از مبدا به مقصد انتقال دهد، به گونه­ای که هنگام رسیدن کانتینر به مقصد،  تاب خوردن­ به صورت کامل از بین رفته باشد. در تحقیق حاضر، کنترل­کننده را با ایجاد درجات آزادي اضافی به سیستم مکانیکی، جدا از ارابه طراحی کرده، و با اعمال این روش کنترل­کننده در حمل بار تداخلی ایجاد ننموده، در نتیجه سرعت حمل و نقل افزایش می­یابد. به منظور حفظ ماهیت غیرخطی سیستم، از کنترل­کننده­ي بهینه­ي غیرخطی استفاده شد که این عملگر توسعه­یافته­ي کنترل­کننده­های بهینه­ي خطی می­باشند، به گونه­ای که در این عملگر معادلات ریکاتی، وابسته به حالت است. در تحقیق حاضر با در نظر گرفتن اغتشاش باد، معادلات جدید اثبات گردید، پس از استفاده از این معادلات، مشاهده شد که حذف حرکت تاب خوردن جرثقیل، با شتاب حرکتی قابل قبول ارابه امکان پذیر است.

کليد واژه: جرثقیل حامل کانتینر، کنترل غیرخطی، کنترل بهینه، مدل سازي، اغتشاش باد

فهرست مطالب

 

 

عنوان

صفحه

 

1- فصل اول: مقدمه. 1

1-1-  پیشگفتار  1

1-2-  ضرورت طراحی کنتر­ل­کننده  3

1-3-  تاریخچه  4

1-4-  رویکرد به مسئله  8

1-5-  ساختار پایان­نامه  10

2- فصل دوم: مدل­سازی و شبیه­سازی جرثقیل­های حامل کانتینر در حضور اغتشاش باد. 11

2-1-  مقدمه  11

2-2-  مدل­سازی سیستم­های مکانیکی   11

2-3-  مدل­سازی جرثقیل­های حامل کانتینر  13

2-4-  مدل­سازی باد  18

2-5-  شبیه­سازی جرثقیل حامل کانتینر در حضور اغتشاش باد  21

2-6-  جمع­بندی   25

3- فصل سوم: کاهش و تضعیف اثر اغتشاش توسط کنترل­کننده­ی SDRE.. 26

3-1-  مقدمه  26

3-2-  خطی­سازی توسعه یافته  29

3-3-  تنظیم­کننده­های بهینه غیرخطی   32

3-4-  روش­های حل معادله ریکاتی وابسته به حالت (SDRE) 38

3-5-  کنترل­کننده و  رویتگر SDRE   40

3-6-  طراحی کنترل­کننده در صورت عدم فراهم شدن شرایط لازم برای کنترل   46

3-6-1- دینامیک مشتق ناپذیر  46

3-6-2- وجود عوامل تاثیر گذاري که به حالات سیستم وابسته نیستند  47

3-6-3- وجود عامل وابسته به حالتی که شرط دوم را نقض می­کند  49

3-6-4- متغیرهاي حالت ناپایدار و کنترل­ناپذیر و در عین حال کراندار  50

3-6-5- غیرخطی­گري در ورودي   50

3-6-6- محدودیت حالت­ها 51

3-7-  جمع­بندی   56

4- فصل چهارم: کنترل تاب خوردن جرثقیل حامل کانتینر در حضور اغتشاش باد. 57

4-1-  مقدمه  57

4-2-  خطی­کردن مدل و طراحی کنترل­کننده­ی خطی برای جرثقیل حامل کانتینر  57

4-3-  طراحی کنترل­کننده­ی SDRE برای جرثقیل حامل کانتینر  59

4-4-  جمع­بندی   69

5- فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات.. 70

5-1-  نتایج   70

5-2-  پیشنهادات   71

مراجع.. 72

پیوست (1) 75

پیوست (2) 76

صفحه چکیده به زبان انگلیسی: 77

 

 

 

فهرست شکل­ها

عنوان

صفحه

 

شکل ‏1‑1: جرثقیل حامل کانتینر. 3

شکل‏1‑2-طرح پیشنهادی در [5] برای کنترل حرکات پیچشی توسط دو واگن.. 6

شکل‏1‑3-مدل پیشنهادی کنترل تاب خوردن در[8]. 7

شکل ‏1‑4- مدل ارایه شده صفحه لغزنده در[14]. 9

شکل‏2‑1-مدل جرثقیل حامل کانتینر [14]. 13

شکل‏2‑2: پاسخ سیستم حلقه بازجرثقیل باشتاب ارابهای صفر و بادپایه برابر (m/s)5/0. 23

شکل‏2‑3: پاسخ سیستم حلقه بازجرثقیل باشتاب ارابهای صفر و بادپایه برابر (m/s)5/0-. 23

شکل‏2‑4: پاسخ سیستم حلقه بازجرثقیل باشتاب ارابهای(m/s2)5 درثانیه اول و بادپایه (m/s)5/0  24

شکل‏2‑5:پاسخ سیستم حلقه بازجرثقیل باشتاب ارابهای(m/s2)2درثانیه اول وبادپایه (m/s)5/0-. 24

شکل‏3‑1: پاسخ سیستم بدون ورودی کنترلی در حضور اغتشاش44

شکل ‏3‑2: پاسخ سیستم و ورودی کنترلی پس از تکرار اول الگوریتم.. 44

شکل ‏3‑3: پاسخ سیستم و ورودی کنترلی پس از تکرار سوم الگوریتم.. 45

شکل‏4‑1: مقایسه پاسخ جرثقیل و ورودی کنترلی، با ارابه بدون شتاب در اغتشاش زون 1. 63

شکل ‏4‑2: مقایسه پاسخ جرثقیل و ورودی کنترلی، با ارابه شتابدار در اغتشاش زون 1. 63

شکل ‏4‑3: مقایسه پاسخ جرثقیل و ورودی کنترلی، با ارابه بدون شتاب در اغتشاش زون2. 64

شکل ‏4‑4: مقایسه پاسخ جرثقیل و ورودی کنترلی، با ارابه شتابدار در اغتشاش زون2. 64

شکل ‏4‑5: مقایسه پاسخ جرثقیل و ورودی کنترلی، با ارابه بدون شتاب در  اغتشاش زون3. 65

شکل ‏4‑6: مقایسه پاسخ جرثقیل و ورودی کنترلی، با ارابه شتابدار در اغتشاش زون 3. 65

شکل‏4‑7: مقایسه پاسخ جرثقیل و ورودی کنترلی، با ارابه بدون شتاب در اغتشاش زون4. 66

شکل ‏4‑8: مقایسه پاسخ جرثقیل و ورودی کنترلی، با ارابه شتابدار در اغتشاش زون 4. 66

شکل ‏4‑9: مقایسه پاسخ جرثقیل و ورودی کنترلی، با ارابه بدون شتاب در اغتشاش زون5. 67

شکل ‏4‑10: مقایسه پاسخ جرثقیل و ورودی کنترلی، با ارابه شتابدار در اغتشاش زون 5. 67

شکل ‏4‑11: حذف تاب خوردنهای جرثقیل با استفاده از کنترلکنندهی SDRE در یک      مسیر در حضور اغتشاش باد  69

 

فهرست نشانه­های اختصاری

عنوان

علامت اختصاری

موقعیت ارابه نسبت به مبدا مختصات در راستاي محور

x (m)

موقعیت ارابه نسبت به مبدا مختصات در راستاي محور

y (m)

طول کابل­ها

l (m)

فاصله­ي بین مرکز جرم کانتینر (Gc) و سکوی آن (GS) در راستای محور x

xc (m)

فاصله­ي بین مرکز جرم کانتینر (Gc) و سکوی آن (GS) در راستای محور y

زاویه­ي بین کابل و خط عمود بر راستاي ex

فاصله­ي بین بالاي کانتینر تا مرکز جرم (Gc) آن

h (m)

فاصله­ي بین مرکز جرم ارابه (Gt) و سکوی کانتینر (GS) در راستای محور x

c (m)

فاصله­ي بین مرکز جرم ارابه (Gt) و سکوی کانتینر (GS) در راستای محور y

d (m)

جرم ارابه

جرم سکوی کانتینر

جرم کانتینر که شامل جرم لغزنده نیز می­باشد

بردار موقعیت مرکز جرم ارابه (Gt)

بردار موقعیت مرکز جرم سکوي کانتینر (GS)

بردار موقعیت مرکز جرم کانتینر (Gc)

ارتفاع ارابه

ارتفاع سکوي کانتینر

عرض کانتینر

طول کانتینر

شتاب جاذبه

نیروي عمومی که به کانتینر توسط موتور در راستاي xc وارد می­شود

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo