T-S模型在旋转式起重机稳钩控制中的应用与鲁棒性分析

本文主要探讨了基于T-S模糊模型的旋转式起重机稳钩保性能控制策略，该策略针对带有不确定性的非线性系统，通过转化矩阵不等式问题实现系统的稳定性和性能保持。 1. T-S模糊模型简介 T-S模型（Takagi-Sugeno模型）是一种广泛应用的模糊系统建模方法，它将复杂的非线性系统分解为多个线性子系统，每个子系统的切换依赖于系统的输入和状态。这种模型特别适合处理不确定性系统，如旋转式起重机稳钩控制系统。 2. 鲁棒控制与矩阵不等式 在T-S模型下，控制目标是确保系统稳定并保持性能，这通常通过解决一组线性矩阵不等式（LMI）来实现。LMI是一种优化工具，可用于求解反馈矩阵，从而设计出最优的保性能控制器。这种方法简化了控制器的设计过程，并提供了良好的鲁棒性，能够应对系统参数变化和外部干扰。 3. 旋转式起重机稳钩挑战 旋转式起重机的稳钩控制是一个复杂问题，涉及到货物的不确定性、绳索挠性、风载荷变化以及系统元件的老化等因素。传统的控制方法，如模糊控制、遗传算法优化、神经网络等，虽然有一定的效果，但计算复杂，且对系统的不确定性处理不够充分。 4. PDC结构模糊控制器 问题的关键在于设计一个模糊控制器，即比例-微分-积分（PDC）结构，其中状态反馈增益矩阵Fi需要通过LMI求解来保证系统的稳定性。每个子系统对应一个控制器Ωi，整个系统控制器由所有子控制器的组合构成。设计Fi的目标是确保闭环系统对于所有允许的不确定性都是稳定的。 5. 仿真验证 通过对设计的控制器进行仿真，证明了这种方法的可行性与鲁棒性。仿真结果展示了在外界条件变化时，该控制策略能有效保持系统的稳定性和性能指标。 总结，基于T-S模型的旋转式起重机稳钩保性能控制提供了一种有效应对不确定性和非线性问题的解决方案。通过LMI方法设计的模糊控制器不仅能确保系统的稳定性，还能在系统参数和环境条件变化时保持系统的性能，对于提升旋转式起重机的工作效率和安全性具有重要意义。