吊重擺動是港口吊裝作業(yè)過程中普遍存在的問題,擺動問題不僅會影響吊裝作業(yè)的工作效率還會增加吊裝過程中的安全隱患。本課題的主要內(nèi)容是設(shè)計防搖控制器對吊裝作業(yè)過程中小車的運(yùn)動進(jìn)行控制,抑制吊重擺動的產(chǎn)生。本文在對港口吊裝過程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,總結(jié)歸納出了導(dǎo)致吊重擺動產(chǎn)生的主要原因,并針對性的提出了開環(huán)防搖和閉環(huán)防搖這兩種不同的防搖控制策略。對港口吊裝過程進(jìn)行簡化,運(yùn)用拉格朗日方程求得小車吊重系統(tǒng)的動力學(xué)模型,并由此推導(dǎo)出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和狀態(tài)方程。設(shè)計以內(nèi)環(huán)控制吊重擺角,外環(huán)控制小車位置為目的的雙閉環(huán)PID防搖控制器,實現(xiàn)對吊重擺角和小車位置的同步控制。引入模糊控制器對內(nèi)環(huán)PID控制器的三個系數(shù)進(jìn)行修正,提高閉環(huán)防搖控制系統(tǒng)的控制精度。運(yùn)用五次多項式提前規(guī)劃吊重的擺角曲線,設(shè)計基于軌跡規(guī)劃的前饋防搖控制器,編寫Function函數(shù)在Simulink中進(jìn)行仿真實驗,對仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析。在Automation Studio軟件中完成防搖控制軟件的開發(fā)工作,設(shè)計伺服電機(jī)驅(qū)動程序和IMA通訊程序,運(yùn)用Automation Studio Target for Simulink將在Simulink中設(shè)... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

港口常

第二章港口吊裝過程分析8第二章港口吊裝過程分析岸邊橋式起重機(jī)和門式起重機(jī)是最為常見的港口吊裝設(shè)備，二者雖然在機(jī)械結(jié)構(gòu)上存在一定的差異，但是其吊裝貨物的過程以及出現(xiàn)搖擺問題的原因卻是相同的。因此本課題在后續(xù)的研究過程中均以超巴拿馬型岸邊橋式起重機(jī)吊裝貨物的過程作為研究對象，并在此基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)建模、防搖控制器的設(shè)計以及防搖控制軟件開發(fā)等后續(xù)工作。2.1岸橋機(jī)械系統(tǒng)分析起升機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、支撐架構(gòu)、小車搬運(yùn)系統(tǒng)和大車行走系統(tǒng)是岸橋機(jī)械系統(tǒng)的五大組成部分[19]，岸橋機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-1所示。圖2-1岸邊橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖Fig2-1Structurediagramofquaysidebridgecrane圖2-1中R0為外伸距、Rb為后伸距、Hu為軌上起升高度、Hd為軌下起升高度、Chp為門框聯(lián)系橫梁下的凈空高度、S為軌距、Cwp為門框內(nèi)凈寬度、Mb為岸橋總寬度[20]。岸橋在搬運(yùn)貨物的過程中吊重主要在水平方向和垂直方向兩個方向進(jìn)行移動，其中水平方向的最大移動距離為R，垂直方向的最大移動距離為H，二者的計算公式如下：=0++（2-1）=+（2-2）

中國石油大學(xué)（華東）工程碩士學(xué)位論文112.3吊裝過程產(chǎn)生搖擺的原因分析在吊裝貨物的過程中風(fēng)的干擾、司機(jī)的操作不當(dāng)、外力因素造成的碰撞均可能會造成吊重的搖擺，其中在小車啟動和制動階段搖擺問題尤為明顯，這也是吊裝過程防搖要解決的關(guān)鍵問題之一。圖2-3小車加速過程狀態(tài)圖Fig2-3Statediagramofcaraccelerationprocess如圖2-3所示，在小車啟動的過程中，由于連接小車與吊重的鋼索柔性較強(qiáng)，在小車加速階段受慣性的影響，吊重的運(yùn)動會滯后于小車的運(yùn)動，從而會出現(xiàn)擺角逐漸增大的情況。當(dāng)小車的速度達(dá)到最大值并進(jìn)入勻速行駛狀態(tài)時（此時小車的加速度重新為0），將會出現(xiàn)加速過程中的最大擺角（方向為順時針方向），在此之后受重力的作用吊重將向平衡位置運(yùn)動，在出現(xiàn)幾次來回擺動之后吊具將再次回到平衡位置。圖2-4小車減速過程狀態(tài)圖Fig2-4Statediagramofthedecelerationprocessofacar


本文編號：3339385