Nosturin vaunun estimaattoripohjainen tilasäätö

Kinnunen, Ari-Pekka (2020)
 
Avaa tiedosto
Lataukset: 



Kinnunen, Ari-Pekka
2020

Teknisten tieteiden kandidaattiohjelma - Degree Programme in Engineering Sciences, BSc (Tech)
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-05-17
Näytä kaikki kuvailutiedot
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202004274010
Tiivistelmä
Nosturin kuorman sijainnin ohjaus on haastavaa kuorman kiinnitystavan vuoksi. Kuorma on ripustettu vaijerilla nosturin puomilla kulkevaan vaunuun, minkä takia se heiluu vapaasti liikuteltaessa. Kuorman siirtäminen paikasta toiseen tulisi olla nopeaa, mutta samalla kuorma ei saisi heilua liikaa.

Tässä työssä suunnitellaan takaisinkytketty säätö torninosturin pienoismallin vaunun sijainnin ohjaamiseksi. Säätimeksi suunnitellaan tilasäädin, jonka säätölaki määritetään LQR-menetelmällä (engl. Linear Quadratic Regulator). Systeemin kaikkia tiloja ei mitata, minkä vuoksi tilasäätöön vaadittava tilatieto estimoidaan tilahavaitsijalla. Työssä tutkitaan asetusarvosuotimen vaikutusta systeemin vasteeseen. Lisäksi suunnitellaan integroiva säätö, jolla varmistetaan vaunun tarkka asettuminen haluttuun paikkaan ja pienennetään ulkoisten häiriöiden vaikutusta.

Suunniteltuja säätöratkaisuja testataan simuloimalla. Suorituskykyä mitataan askelvastekokeilla, joissa tutkitaan kuorman asettumisaikaa, sekä kuorman heiluntakulman suuruutta. Tilahavaitsijan toimintaa tutkitaan häiriötilanteessa ja epätarkalla mittauksella. Suunniteltu säätö kykenee siirtämään kuorman haluttuun paikkaan nopeasti, samalla vaimentaen kuorman heilumisen nopeasti. Tilahavaitsija luo estimaatin systeemin tilasta, ja kykenee seuraamaan todellista tilaa myös häiriöiden tai mittauskohinan vaikuttaessa systeemiin.
Kokoelmat