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近几年来, 在登高车轨迹规划方面进行了深入研究,他们分别采用几何分析、迭代学习等方法来规划登高车的轨迹.对于使用伺服电机的实验室小型登高车测试平台,上述方法可以取得较好的控制效果.然而,实际登高车通常使用异步变频电机,尽管近年来对其控制性能进行了持续优化,依然难以达到伺服电机的控制精度,从而致使台车无法精确跟踪规划好的轨迹,并*终导致台车的定位精度较低.针对登高车的轨迹规划问题,本文基于相平面分析方法,并充分考虑实际异步变频电机的特性,提出了一种可实现台车精准定位,并有效抑制负载摆动的在线轨迹规划算法.具体而言,针对登高车无法实时跟踪给定轨迹、低速段特性差、打滑等问题,对基于相平面分析的轨迹规划方法进行了改进,将减速段细分为两级,并根据激光测距仪数据对台车轨迹的参数进行在线更新,*终较好地实现了台车精准定位与负载消摆两方面的要求.论文将所设计的在线轨迹规划方法应用于标准24m登高车,测试结果表明其定位误差小于5mm,负载摆角始终位于1◦之内,具有很好的实际应用前景.
登高车运行特性分析, 对于实验室小型登高车测试平台而言,由于采用的伺服电机控制精度较高,且能实时跟踪期望轨迹,因此通过离线规划的三段式轨迹可以取得良好的控制效果[20],但将这种离线三段式轨迹应用于登高车时,由于异步电机特性相对较差,系统出现较大的定位误差,难以达到预期的控制性能,故此需测试异步电机的特性并提出针对性算法以提高定位精度.具体而言,针对现场的登高车,为了提高其控制性能,需要根据其实际特性来重新规划台车的运行轨迹.为此,作者对登高车的特性进行了大量测试与分析,结果表明,登高车在运行过程中有以下特性: 1)系统响应速度较慢,存在明显的滞后效应; 2)制动后向前滑行的距离难以有效控制; 3)异步电机低速段特性较差; 4)在运行过程中有较明显的打滑现象.具体而言,登高车采用的异步电机惯性较大,其响应曲线明显滞后于给定的控制命令.
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