reduction gear, and etc。

Tm  is the load input of crane, namely overcomes the   friction

torque to drive load move。 In order to facilitate research, inertia of each part of the moment, rotational friction coefficient and load torque are transformed the equivalent amount of the motor shaft: equivalent moment inertia J2 , equivalent  rotational friction coefficient B2 , equivalent load torque TL 。 Then the mathematical model of transmission and deceleration is such as:

m L 2   dt 2

2。3 The Motion Equation of Load

Suppose v is  the  load  velocity,  F is  the  upward pull,

ki is the ratio of load     linear

motion speed and motor speed, considering the dynamic load factor 1

and hoist load efficiencyL  , then:

It can be obtained movement equation of load lifting according to Newton's Second Law of Motion:

F mvmg (7)

Bringing formula (2)-(7) into formula (1) can obtain crane lifter system dynamic model as following:

3Design of Speed Sliding Mode Controller

In the crane lifter system, the speed controller is designed as PID controller traditionally。 The PID controller has simple structure, better stability and higher reliability, but it asks for higher precision object model。 The controller can get good performance in the case of parameter matching, but it results in control performance degradation once the parameters changes or load torque disturbance occurs。 The sliding mode variable structure control, not only has strong robustness, good stability, anti-jamming ability, but also has faster response characteristics and smaller overshoot。 It can be seen from the mathematical model of crane lifter system that the control  of  motor  output torque is reduced  to  the  control pairs of  d-axis and  q-axis current。

Adopt Id=0 vector control strategies, d-axis flux is produced by permanent magnets entirely。 Then the mathematical model of crane lifter system can be translated into:

In the formula, other parameters remain unchanged, disturbances of the system。

摘要:起重机升降系统的数学模型是以三相永磁同步电动机作为动力源建立的。实现了起重机升降系统无传感器闭环控制，速度控制采用滑模变结构，提高了系统的应用速度。仿真研究表明自适应观测器可以准确估计运动的速度，滑模变结构速度控制器可以保证系统具有具有良好的静、动态性能和较强的抗干扰能力和抗负载能力。

关键词：起重机升降系统，传感器，滑模变结构，自适应。

1引言

    为了实现高动态性能和起重机升降机的闭环控制，升降速度一般由机械传感器获得。然而，使用机械传感器不仅增加了系统的成本，而且还具有安装的问题，，如果安装不当,可能会影响电机的稳定性。非传感器检测技术已经得到了现代控制理论广泛的研究和注意。文献[ 1 ]提出了一种基于位置的磁通算法，但该算法的性能取决于估计的磁通和测量电压和电流的精度，所以电机参数的变化将影响位置的估计精度。文献[ 2 ]比较和分析了旋转高频电压注入法和脉动高频电压注入法，但该算法需要电机的—极点显着率较高作为外部条件。文献[ 3 ]研究基于模型参考自适应系统的永磁同步电动机。文献[ 4 ]分析了滑模变结构预测的速度，估计算法收敛速度快，抗干扰能力增强。在本文中，速度控制器的设计基础是起重机升降系统的滑模变结构；应用于起重机升降系统的模型参考自适应方法；通过自适应观测器的设计估计起升速度，最终实现对起重机的闭环控制升降系统。论文网

2起重机升降系统的数学模式

    起重机起升系统主要由三相永磁同步电机、减速器及传动机构及负载组成。为方便建模与分析，作出以下假设：1钢丝绳质量忽略不计，2对于一个固定的钢丝绳，钢丝绳的弹性与长度无关，3制动是在良好的工作条件下，所以制动的影响可以在建模时忽略了，4在减速和传输之间的连接是刚性的，没有齿轮之间的间隙等。

2。1三相永磁同步电动机数学建模

    在不影响控制性能的前提下，忽略了电机的核心饱和，不包括涡流和磁滞损耗，三相绕组感应电势波形的对称，均匀，绕组正弦波，在d-q旋转坐标系下的表面式永磁电机的状态方程可以表示为