【摘要】：橋式起重機(jī)作為一種運(yùn)載工具,廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)場合。由于起重機(jī)自身結(jié)構(gòu)的原因,負(fù)載在吊運(yùn)過程中不可避免產(chǎn)生擺動。以往起重機(jī)是由操作者手動控制,一般是等待重物的擺動自然衰減后再進(jìn)行就位操作,這種消極的消除擺動方式是以降低生產(chǎn)效率為代價的。本文設(shè)計(jì)了起重機(jī)主動防擺控制系統(tǒng),將防擺和小車的運(yùn)行控制結(jié)合起來考慮,它對起重機(jī)快速、安全的運(yùn)行具有重要意義。 對起重機(jī)吊重系統(tǒng)的動力學(xué)分析是解決起重機(jī)快速對位問題的基礎(chǔ)。根據(jù)起重機(jī)物理模型,應(yīng)用理論力學(xué)的基本方法,運(yùn)用拉格朗日方程建立了起重機(jī)吊重系統(tǒng)動力學(xué)方程,并在線性簡化的基礎(chǔ)上得出吊重二自由度擺角模型。 本文結(jié)合變頻調(diào)速技術(shù),設(shè)計(jì)了以S7-200型PLC為核心的起重機(jī)防擺控制系統(tǒng)。變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)中的應(yīng)用,極大地提高了起重機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。PLC以可靠性高、使用靈活、維護(hù)工作量少等突出優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 研究和仿真結(jié)果表明,采用常規(guī)PID控制方法對橋式起重機(jī)吊重防擺進(jìn)行控制具有一定的局限性。本文應(yīng)用模糊控制機(jī)理,提出了基于模糊控制的起重機(jī)防擺控制器。該方法將起重機(jī)防擺和定位控制分開設(shè)計(jì),采用位置模糊控制器和角度模糊控制器兩個控制器實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的準(zhǔn)確定位和防擺。降低了運(yùn)算時間、提高了控制效率。借助MATLAB中的Simulink Fuzzy工具箱對所設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的模糊控制器具有良好的控制性能,在速度和位移的跟蹤上優(yōu)于前者,魯棒性強(qiáng),不受外界擾動的影響,是一種較為理想的控制方法。 針對模糊控制中存在的位置靜差和角度幅值偏大問題,本文進(jìn)而提出了采用模糊自整定PID控制器來消除位置偏差和改善擺角控制。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該方法可以消除系統(tǒng)靜差,減小擺角,縮短系統(tǒng)響應(yīng)時間,抗干擾能力強(qiáng)。
【圖文】：

第二章 起重機(jī)動力學(xué)模型的建立大車或小車在加速或減速運(yùn)動階段，由于小車和吊重之間采在慣性，當(dāng)不考慮風(fēng)載等外界干擾時，吊重的搖擺可以看作小車同時運(yùn)動時，吊重以懸掛點(diǎn)為中心，以起升繩長為半徑大車或小車單獨(dú)運(yùn)動時，吊重在大車或小車運(yùn)行平面內(nèi)做前者運(yùn)動可以看成是后者運(yùn)動的復(fù)合。考慮橋式起重機(jī)小車點(diǎn)聯(lián)結(jié)形式，如果吊重不發(fā)生繞小車中心點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動，則一致的，這時可以用如圖 2-1 所示的起重機(jī)模型來分析吊重質(zhì)就是控制吊重相對于小車中心豎直線 h 的偏擺幅度（簡制擺角（吊重起升繩 l 與 h 的夾角）在規(guī)定范圍內(nèi)，或者當(dāng)最短時間內(nèi)衰減到規(guī)定范圍內(nèi)，以利于起重機(jī)的快速對位。

1 橋式起重機(jī)系統(tǒng)簡介橋式起重機(jī)是一種橋架兩端通過運(yùn)行裝置直接支承在高架軌道上的橋架型起重起重機(jī)是工礦企業(yè)吊運(yùn)的重要設(shè)備，具有構(gòu)造簡單、操作靈活、維修方便、起不占用地面作業(yè)面積等特點(diǎn)。它通過垂直與水平的合成運(yùn)動，可在軌道允許的成各種吊運(yùn)的工作。在各類大、中型企業(yè)中，橋式起重機(jī)都是不可缺少的起重。.1 橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)橋式吊鉤起重機(jī)是由橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車和司機(jī)室四部分組成。其結(jié)構(gòu)類形式，圖 3-1 為主梁是箱型結(jié)構(gòu)的橋式起重機(jī)[46-47]。其主要特點(diǎn)是：主梁采梁結(jié)構(gòu)；變速裝置采用減速器，所有車輪部分的支承都采用滾動軸承，制動裝液壓推桿瓦塊式制動器和液壓電磁式瓦塊式制動器，主要傳動零件，如車輪、齒軸等，均采用較好的鋼材并進(jìn)行熱處理，盡可能地采用組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配，如箱和減速器等，，因此提高了裝配精度；傳動軸之間的連接采用半齒聯(lián)軸器和全的結(jié)構(gòu)形式。
【學(xué)位授予單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH215

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 馬海峰;基于遠(yuǎn)程虛擬監(jiān)控的數(shù)控起重機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)[D];西南交通大學(xué);2013年

本文編號：2711359