Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η συμπεριφορά ενός μοντέλου γερανογέφυρας με την επιβολή ελέγχου με ανατροφοδότηση. Σκοπός μας μια κατά το δυνατόν βελτιστοποιημένη λύση του προβλήματος των ταλαντώσεων μέσω ενός αξιόπιστου, στιβαρού ελεγκτή, που να μπορεί να επιφέρει ακριβέστερη, ταχύτερη και ασφαλέστερη μετακίνηση των υλικών. Οι ελεγκτές που χρησιμοποιούμε είναι απλοί PD και PI ελεγκτές με την προσθήκη επίσης ενός μη γραμμικού ελεγκτή που βοηθά στην αύξηση της απόσβεσης των ταλαντώσεων. Επίσης με τη χρήση ενός περιοριστή ταυτόχρονα με τους άνω ελεγκτές, εξετάζουμε την συμπεριφορά του συστήματος με φραγμένη είσοδο. Ακόμα γίνεται αναφορά στους σύγχρονους τρόπους οδήγησης και πέδης AC και DC συστημάτων. / This diploma thesis forms a study on the behavior of an overhead crane after the implementation of o closed loop control law. Our goal is an optimized solution for the oscillation problem through a reliable, robust controller, who will be able to move cargos with precision, velocity and enhanced safety. The controllers used are simple PD and PI controllers with the addition of a nonlinear controller who will assist in raising the dumping value of the system. A limiter paired with the controllers above will help us evaluate the behavior of our system under a bound drive. There is also a citation of the current high-end drive and break solutions on AC and DC crane systems.

Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με τη μελέτη και τον έλεγχο ενός συστήματος γερανού με προηγμένες τεχνικές. Το σύστημα αποτελείται από έναν κινούμενο φορέα στον οποίο είναι συνδεδεμένο ένα εκκρεμές φορτίο με μεταβαλλόμενο μήκος. Σκοπός είναι η μεταφορά του φορτίου σε μια διαφορετική θέση και ύψος σε ελάχιστο χρόνο με μηδενική υπολειπόμενη ταλάντωση. Αρχικά παρουσιάζεται ο έλεγχος του συστήματος με τη μέθοδο ανατροφοδότησης κατάστασης. Στη συνέχεια αναλύεται η βασική θεωρία του input shaper και προτείνεται μια προσαρμοστική τεχνική για την εφαρμογή του σε σύστημα με μεταβαλλόμενο μήκος σχοινιού. Έπειτα, η τεχνική αυτή βελτιώνεται συνδυάζοντάς την με τον έλεγχο ανατροφοδότησης κατάστασης και τέλος εφαρμόζεται ένας μη γραμμικός ελεγκτής για το πλήρες μη γραμμικό σύστημα. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται με εκτενείς προσομοιώσεις καθώς και με εργαστηριακές μετρήσεις σε κατάλληλη πειραματική διάταξη. / This diploma thesis includes the analysis and control of a crane system using advanced control techniques. The system consists of a carrier mass connected with a playload with a hoisting mechanism. The aim of this work is to transport the payload to a different position and a different level within minimum time period while simutaneously minimizing the residual vibration. At first, a state feedback control is presented. Furthermore, the input shaping technique is analyzed and an adaptive version of the input shaper is proposed including hoisting cases. Moreover, this technique is significally improved when combined with a state feedback control law and finally a nonlinear controller is proposed for the total nonlinear system. The above techniques are justified with both simulation and experimental results from a suitable experimental setup.