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THE NONLINEAR DYNAMICS AND ANTI-SWAY TRACKING CONTROL FOR OFFSHORE CONTAINER CRANE ON A MOBILE HARBOR

绳子 容器(类型理论) 非线性系统 海洋工程 动态定位 控制理论(社会学) 计算机科学 工程类 弹道 控制(管理) 结构工程 机械工程 天文 量子力学 物理 人工智能
作者
Yougang Sun,Haiyan Qiang,Junqi Xu,Dashan Dong
出处
期刊:Journal of Marine Science and Technology 卷期号:25 (6): 656-665 被引量:8
标识
DOI:10.6119/jmst-017-1226-05
摘要

The offshore container crane (OCC), as a novel maritime container transfer system, can handle container from a large container-ship anchored in open sea to address the congestion and limited water-depth of port. However, for the wave- and wind-induced movements of the ship, the crane’s control system should be redesigned to ensure the load transfer on the sea. In this paper, we derive the nonlinear dynamic equations of OCC system subjected to the ship motions based on dynamic analysis. Then a double-layer sliding manifold is constructed to realize the position tracking and sway control simultaneously, irrespective of ship motions and parameters perturbation. The Lyapunov method is utilized to prove the stability of the proposed control law. Next, virtual prototype of the OCC is established, including the multi-body dynamics model of OCC with flexible rope and the proposed control scheme. Sufficient simulations are provided to illustrate its improved performance versus conventional controller. Experiments are also implemented to evaluate its practical control performance of trajectory following and sway angle suppression.
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