考虑起吊物初始摆动的起重机摆动控制技术

针对起重机工作过程中起吊物经常有初始摆动的现象,为提升起重机作业效率,提高起重机吊装对位准确性以及实现起重机自动控制,文中提出了一种有效的起吊物初始摆动的摆动控制系统,研究了各控制参数的选择,分析了控制系统的特征,得到了优化控制范围和最优控制点。该摆动控制系统是非线性控制系统,与常规摆动控制相比,具有控制系统复杂、控制难度大等特点,数值仿真试验结果验证了提出方法的有效性。     

有限冲击最优时滞滤波器抑制起重机载荷残留摆动

将时滞滤波技术用于高速、大吨位起重机控制系统中,可以有效抑制载荷残留摆动,同时会引起运行机构的运动冲击,而且降低系统的响应速度.针对这一问题,基于有限冲击理论和优化理论,提出有限冲击最优时滞滤波器.基于减小柔性系统刚体运动冲击的基本思想,设计有限冲击控制指令,抑制控制信号的高频成份,降低未建模动态激励.然后以载荷摆动状态矢量建立二次型目标函数,基于优化理论计算出使载荷摆动最小的时滞,设计出具有合理时滞的最优时滞滤波器,保证系统具有满意的响应速度.该滤波器形成的控制信号是一系列的斜坡信号,对时间的变化率不超过允许的最大冲击值,从而降低了刚体的运动冲击.建立起重机仿真系统和模拟实验系统,基于仿真和试验相结合的方法验证了这一控制技术的有效性.     

无线定位技术在移动式起重机中的应用

针对现有起重机作业无法进行高精度动态定位的问题,提出了一种基于超宽带定位原理的起重机无线定位算法。研究设计了无线定位算法模型、硬件框架和控制系统,进行了仿真分析和整机试验。试验结果显示该无线定位系统满足设定的性能要求。     

输入整形法在起重机中的应用

针对龙门起重机的吊重摆动问题,建立吊重摆动的动力学模型,利用输入整形法对龙门起重机吊重摆动进行控制.通过求解限制方程,得出输入整形器的参数,并以Matlab/Simulink为仿真平台建立龙门起重机防摇控制仿真模型,仿真结果表明,输入整形控制可以显著减小龙门起重机转运过程中吊重的残余摆动.     

基于神经网络算法的桥式起重机防摇摆控制

针对桥式起重机运行过程中载荷摆动造成的运行精度差和工作效率低下问题,提出了一种神经网络直接逆模型控制方法,以降低载荷摆动。介绍了该控制系统中的神经网络逆模型控制器与辨识器的结构和算法;采用了带动量因子的BP算法调整权值,提高了神经网络学习速度;最后,应用Matlab对所设计系统进行了仿真测试。仿真实验结果表明,在不同载荷、绳长情况下,相对于PID控制方法,该方法具有更好的控制性能和鲁棒性。     

动基座桥式起重机滑模自抗扰消摆跟踪控制

浮式桥式起重机吊运作业易受动基座运动的影响,属于一类动基座桥式起重机,为实现精准、快速、小摆动地将负载运送至指定位置,提出了一种基于滑模自抗扰控制(SM-ADRC)的动基座桥式起重机消摆跟踪控制方法.首先,推导了浮式桥式起重机系统的动力学模型;构造了线性扩张状态观测器(LESO),设计了具有小车运动轨迹跟踪和负载消摆功...     

基于Amesim对起重机二次控制主动波浪补偿系统仿真

基于实际需求,对起重机二次控制主动波浪补偿系统进行了仿真。基于一型起重机,对其二次控制主动波浪补偿系统的分析、计算和设计,应用仿真软件Amesim建立起重机各子系统的数学模型,对各子系统进行仿真分析和优化选型,确认其液压系统元件参数。应用仿真软件Amesim建立整机仿真模型并进行仿真研究,使其在4级的作业海况下,满足升沉方向补偿精度达到95%,为起重机二次控制系统的液压元器件选型提供理论依据,也为起重机系统设计及应用提供依据。该研究得出的起重机补偿技术能补偿风浪、洋流等复杂海洋环境成的升沉方向上的运动,保证海上补给和精密设备吊装的安全性。     

起重机变幅运动吊重防摆控制研究

针对起重机变幅运动过程中吊重摆动造成的就位精度差、工作效率低和作业不安全等问题,提出了一种误差渐进补偿控制方法,以减小吊重摆动。在分析误差渐进补偿控制原理的基础上,设计了误差渐进补偿控制器。采用变补偿系数控制方法,在实现吊绳摆角渐进减小的同时满足了变幅加速度和液压泵排量的要求。运用MATLAB软件对系统进行仿真,仿真结果表明,对于不同的绳长和臂架长度,误差渐进补偿控制具有良好的鲁棒性和控制精度,在起重机开始制动后,吊绳摆角在10s内减小到了0.003rad以下。     

塔式起重机高效防摆控制研究

针对实际工程生产中塔式起重机在吊运重物时的摆动问题,采用一种基于三维空间质点运动力学建模的方法描述重物运动规律,通过传感器实现吊物的实时摆动信息反馈,研究一种对摆角偏差进行直接跟踪消除的防摆控制方法。通过实验仿真,上述方法设计的控制系统效果稳定,适应大角度消摆,工程适应性较强,实现了塔吊安全、高效运行和生产的要求。     

基于Automation Studio的塔式起重机的建模与仿真

塔式起重机是现代工业的重要设备,对其进行有效的仿真设计具有重要意义。Automation Studio(AS)软件是机电一体化综合仿真平台,由液压模块、气动模块、机械模块、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)模块、比例伺服模块、电机拖动模块与电气控制模块等标准模块构成,具有回路设计、系统分析和动态仿真等功能。因此,对塔式起重机进行了基于AS的建模与仿真。首先,利用SolidWorks建模软件建立塔式起重机主要零部件的三维模型;其次,将建好的塔机零部件模型传入AS软件进行装配和关联;最后,利用AS软件实现控制塔式起重机的运动过程。控制系统平台采用AS软件平台编程实现,完成了塔机的过程控制系统硬件的结构设计。AS软件一定程度上克服了传统塔式起重机控制系统电能浪费大、效率低等缺点,能很好地完成塔式起重机的三维动画仿真,且运行控制的主要参数均可控,具有较大的灵活性。     

桥式起重机运行过程中的消摆控制

针对桥式起重机工作过程中由于偏吊、风载或控制不当引起的2阶段加减速[1]法无法消除的吊重摆动,通过建立起重机吊重摆角非惯性系模型、根据能量守恒定律推导了小车运行过程中如何通过梯形速度变换来防摇的策略,并使用Matlab拟合简化了算式,提出了具体的防摇策略.将该策略使用小车——吊重系统动力学模型进行仿真,证明该策略有效.     

桥式起重机的单神经元防摆控制系统

桥式起重机运行过程中的防摆控制是起重机控制的一个关键问题,许多学者对此进行了大量的研究。由于桥式起重机的数学模型具有不确定性的特点,常规的PID控制器不易在线调整,难以对摆角进行有效的控制。本文设计了一种基于单神经元控制器的起重机控制系统,利用2个单神经元控制器分别对小车的位置和摆角进行控制。仿真结果证明,该神经元控制器比PID控制器对于不同的绳长和载荷质量具有较好的自适应能力和鲁棒性。     

基于状态重构的铁路门式起重机状态反馈力控制吊重防摇系统的设计

为防止集装箱在目标位置和期望时间时摇摆,通过建立工程实用的起重机小车集装箱系统动力学方程,采用全状态反馈控制起重机小车驱动力从而控制状态变量。为了解决工程实际中摆角和摆角角速度难以测量的问题,设计了状态观测器,通过唯一测得的小车位置信息重构系统状态变量获得状态变量估计信息。用类似二阶系统性能分析方法推导出反馈控制器的调节参数公式和状态观测器的增益参数公式。仿真结果表明：状态观测器在0．6s时可以消除重构误差,重构精度高,观测过程明显较反馈调节过程快;状态反馈控制方法可行;摆角和小车位置等状态变量均有期望的动态响应,达到了集装箱防摇控制的目的。     

门式起重机的减摆PID控制系统

消除或减少吊重的摇摆对提高起重机工作效率、减少装卸作业安全生产隐患有重要意义,采用电子防摆装置,是减轻司机工作强度、改善司机恶劣工作环境的重要途径,也是实现装卸机械自动化的大势所趋。文中采用PID控制方法对起重机减摆问题进行了仿真研究,仿真结果表明,PID控制器既能实现小车的精确定位,又能有效地控制吊具的摆动。     

基于MSC.ADAMS的起重船吊物系统动力响应仿真分析

波浪载荷作用会引起起重船吊重的大幅摆动,从而导致海上作业被迫停工。文中根据拉格朗日方程建立了吊物系统摆振三维非线性动力学微分方程。采用虚拟样机技术进行了多缸体系统动力学数值仿真分析研究,并对系统一些参数进行了讨论分析,包括吊索长度、起吊速度等,所得结论可为海上施工提供有益参考。     

基于卷筒转角差的双卷扬控制系统的研究与改进

针对某大型履带式起重机双卷扬系统在起吊重物过程中出现的同步误差无法校正的问题,利用仿真工具研究了以两卷筒转角差作为反馈信号的主从式PID控制策略的控制性能,分析了其不同步的原因;并在此基础上提出了以吊钩倾角作为反馈信号的改进策略,从理论和仿真角度对其控制效果进行了验证,最后提出了实际常用PID控制器的参数确定方法,节约了调试参数的时间。研究发现:以两卷筒转角差作为反馈信号的主从式PID控制策略无法消除双卷扬系统中某些参数不一致导致的同步误差增大的问题,而以吊钩倾角作为反馈信号则可以有效地保证双卷扬系统最终的稳态误差为零,且提出的PI参数确定方法可以保证系统的稳定性。     

基于Java3D的机械臂三维虚拟场景创建及运动学仿真

针对常规方法所构建的机械臂运动仿真可视化虚拟环境并非基于网络特性的问题,研究并采用了Java3D与VRML相结合的方法。通过Loader接口导入VRML造型文件并将其添加到Java3D场景图中进行装配,借助Java语言强大的事件处理模型,结合Java3D中的Interpolator内插器对象和Alpha对象,实现了简单的人机交互操作。最后以实验室的某型号四自由度机械臂为例,成功实现了一个基于Java3D的交互式可视化机械臂运动仿真虚拟环境创建,并采用标准的D-H参数法进行了机械臂正、逆运动学分析与仿真。研究结果表明,该基于Java3D开发的机械臂三维运动仿真系统,不仅效果逼真,而且适于网络的传输,实现了既定的效果;该研究工作在机械臂仿真中具有较大的应用价值。     

基于Solidedge的电动单梁半门式起重机研发

以三维设计软件Solidedge为平台,以某企业电动单梁半门式起重机为研究对象,参考现有同类型起重机的具体结构及功能,生成该起重机所有数字化虚拟零部件,对上述数字化虚拟零部件进行虚拟装配,构建其数字化虚拟样机,对该虚拟样机进行分析研究、性能评估和结构修改。在此基础上,生成该电动单梁半门式起重机所有非标零部件的二维制造工程图,从而完成对电动单梁半门式起重机的虚拟研究开发。     

物流集装箱起重机运行的最优控制研究

通过对物流集装箱起重机的作业过程进行分析,基于最优控制原理,建立了实现物流集装箱起重机运行的最优控制模型.方法通过拉格朗日方程建立物流集装箱起重机的动力学模型,采用状态方程描述整个系统,基于最优控制原理得到了实现物流集装箱起重机运行最优控制的必要条件,结果对采用最优控制和未采用最优控制两种情况下物流集装箱起重机的运行过程进行了仿真,得到了物流集装箱运行的最优轨线和最优控制力矩,相对未采用最优控制,物流集装箱起重机的工作效率得到很大的提高.