Sway reduction in tower-cranes through discrete-time resonant active disturbance rejection control

• Horacio Coral-Enriquez ^[1] ; Santiago Pulido-Guerrero ^[1]
  1. [1] St. Bonaventure University

     St. Bonaventure University

     Town of Allegany, Estados Unidos

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 85, Nº. 204, 2018, págs. 65-75
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Atenuación de efectos pendulares en grúas-torre usando control por rechazo activo de perturbaciones en tiempo discreto con observador resonante
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• Resumen
  • español

    En este artículo, se propone un esquema de control en tiempo discreto basado en el enfoque del rechazo activo de perturbaciones (ADR) para abordar el problema de control de oscilaciones en la carga de grúas-torre sujetas a incertidumbres paramétricas y perturbaciones externas. El esquema de control propuesto usa un observador extendido que incorpora un modelo interno resonante diseñado paramejorar la estimación de variables de estado y perturbaciones, en especial las provenientes de la oscilación de la carga. La ley de control se diseña para rechazar las perturbaciones en línea y acomodar la dinámica de lazo cerrado. La propuesta de control se valida experimentalmente en una grúa-torre a escala, y es comparado con un PI-vectorial y otro control basado en elenfoque ADR. Los resultados experimentales muestran que el esquema propuesto presenta mejor desempeño para reducir las oscilaciones en la carga y exhibe mejoras sustanciales en el rechazo de perturbaciones.

  • English

    In this paper, the problem of payload oscillations in tower-cranes subject to parametric uncertainties and external disturbances through a discrete-time Active Disturbance Rejection Control (ADRC) scheme is addressed. In the proposed control scheme, state and disturbance estimations are provided by an extended state observer which incorporates a resonant internal model designed to improve disturbance/state estimations specially those coming from the payload oscillation. Then, the control law is designed to reject the disturbances on-line and accommodate the closed-loop system dynamics. The control proposal is experimentally validated on a small-scale tower-crane, and compared to an observer-based PI controller and other ADRC scheme. The experimental results show that the proposed control scheme provides improved attenuation in the oscillations of the payload and exhibits substantial improvements in disturbance rejection properties.