[00102416]欠驱动非线性桥式吊车自动控制系统设计

项目简介： 桥式吊车是一种十分常见的装配运输工具，在港口、仓库、建筑 工地等场所得到了广泛的应用，当前，对于桥式吊车主要还是通过有 经验的工人来进行操纵的，存在着培训周期长，劳动强度大，工作效 率低，安全性不高等缺点。为此，设计一套操作方便的吊车自动控制 系统，可以提高吊车系统的工作效率与安全性能, 并将工作人员从当 前这种艰苦的工作环境中解放出来。

项目特色： （1）桥式吊车自动控制系统设计 桥式吊车自动控制系统主要包括三个部分：吊车控制单元，工作空间监控单元，和操作单元。控制单元是整个系统的核心部分，它主 要负责吊车的作业控制。该单元接收来自操作员的命令，还接收来自 工作环境监测单元的环境信息，从而实现自动避障或紧急制动。监测 单元主要由多个 CCD 摄像头和图像处理器构成，主要包括两方面功 能：将采集到的环境图像实时地传输到操作单元；对环境信息进行处 理，得到障碍位置信息传输给控制单元以实现自动避障。操作单元是 桥式吊车自动控制系统的人机接口。 （2）桥式吊车实验平台 桥式吊车实验平台主要由机械主体，驱动装置，测量装置和控制 系统四部分组成。机械主体是指桥式吊车的机械部分。驱动部分根据控制量来为机械部分提供相应的力/力矩，从而实现对负载的安全、 平稳运送。控制系统的控制命令是跟据吊车系统的动力学模型以及实 时状态反馈来在线计算的，而实时状态的反馈则通过测量部分（主要 包括编码器等传感元件）来完成。

市场应用前景： 本项目的研究成果，可以有效地提高桥式吊车系统的装运效率， 减小系统操作复杂度，降低劳动强度，增加系统的安全可靠性。从而将科学技术转化为生产力，创造出良好的经济效益。同时，随着素质 教育的进一步深化，各大高校正不断地寻求良好的实验平台以提高学 生的动手能力和学习兴趣，桥式吊车作为一种典型的欠驱动非线性系统是一个很好的研究对像，因此，项目组所设计开发的桥式吊车实验 平台在教学、科研上也有广阔的应用前景。