基于软测量技术的桥式起重机防摇控制方法研究

针对现有的桥式起重机防摇控制技术复杂、成本高而难以推广应用的问题,提出了一种易于实现的、基于软测量技术的防摇控制方法,指明了控制策略的应用范围,简化了起重机运行机构-吊钩系统的物理模型,建立了状态空间描述下二阶系统的数学模型,利用软测量技术估计吊钩偏摆角,采用状态反馈的方法对桥式起重机运行机构进行速度控制,同时抑制吊钩摆角。最后,在桥式起重机模型试验平台上对控制策略进行验证,得到了较好的防摇效果。     

桥式起重机半开环定速防摇控制方案研究

针对由人工操作、通过变频器和三相异步电动机驱动的桥式起重机,设计了以司机挂入的运行机构挡位所要求的速度作为系统输入,以小车实际速度和吊钩摆角作为系统输出的防摇控制方案。大、小车运行位置信息设置传感器进行检测,吊钩摆角、角速度通过观测器估计。在系统的状态空间描述下,给出了防摇控制策略的确定方法。仿真结果表明:控制方案对桥式起重机具有显著的防摇效果。     

桥式起重机定位和消摆的非线性优化PID控制研究

为了提高桥式起重机有效防摆、快速消摆的能力和工作效率,以桥式起重机的定位和消摆控制为研究对象,在分析了桥式起重机小车运行物理模型的基础上,根据拉格朗日方程建立了桥式起重机运动的非线性数学模型。针对桥式起重机模型的非线性和不确定性,提出了一种基于非线性优化PID控制器的桥式起重机消摆控制方法。该方法采用基于非线性优化双闭环结构PID控制器,其内环为摆角环实现消摆,外环为位置环实现位置准停。由仿真结果可知,基于非线性优化PID控制器可以在位置很小的超调下迅速达到指定位置,同时消除摆动,较好的实现了控制目标。与常规PID控制器相比,位置环和摆角环非线性优化PID控制器取得了较好的消摆效果,响应速度快,稳态精度更高,并且当吊重质量和绳长发生改变时,系统仍有较强的鲁棒性。     

基于串级模糊自适应PID的起重机防摇控制研究

以桥式起重机的吊重系统为研究对象,利用拉格朗日方程建立吊重系统的状态空间模型,在MATLAB/Simulink中建立控制小车位移和吊重摆角的串级PID防摇控制仿真模型,在内环引入模糊自适应PID控制对串级PID控制模型进行改进。仿真结果显示引入模糊自适应PID控制后,防摇控制系统的控制效果更好,尤其对摆角的控制,超调减小,调节时间加快。最后,利用贝加莱的防摇控制系统实验平台对模糊自适应PID防摇控制系统进行验证。     

岸边桥式起重机电子防摇中的计算机视觉测量系统

运用计算机视觉测量的技术，对岸边桥式起重机钢丝绳实时偏摆角以及角速度的测量进行了研究，建立了偏摆角及偏摆角速度检测的模型，设计了测量实验的方案，取得了较好的效果，为岸边桥式起重机电子防摇系统的提供准确的前处理数据。     

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.     

桥式起重机吊重减摇力控制方式的动态仿真

为了得到桥式起重机小车吊重系统动力学方程，对系统进行了动力学分析，从动力学方程得出小车受力与吊重摆角之间的传递函数。吊重减摇的力控制方式可以作为主动防摇的有效补偿措施。仿真结果表明小车受力的最佳撤销时刻是影响减摇效果的关键参数。     

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。     

基于广义预测控制PID算法的桥式起重机吊钩防摆控制器设计

针对桥式起重机在运输过程中吊物产生的游摆问题,提出了一种基于广义预测控制律的PID控制器参数离线整定算法。该算法利用最小二乘法去拟合针对桥式起重机防摆问题所设计的广义预测控制律;并由此得到PID控制器的三个待整定参数。仿真和实时控制试验表明,这种离线整定的PID控制器在桥式起重机吊钩防摆控制中能够获得满意的控制效果。     

基于MEMS微加速度计的无视觉传感器防摇控制系统研究

通过建立起重机吊重摆动的数学模型,明确吊重摆角与小车运行加减速之间的关系,并将MEMS微加速度计应用到起重机的防摇控制中,建立闭环控制系统,适时根据吊重摆角大小修正小车速度指令,实现防摇控制。实验证明,这种方法简单、经济,不需要安装视觉传感器测量吊重摆角,可以有效地消除载荷的摇动。     

基于模糊自适应PID控制器的桥式起重机定位与防摆控制研究

随着工业的发展,对起重机的智能化程度的要求越来越高,很多学者对桥式起重机的智能定位和防摆控制方法进行了研究,以提高起重机的作业效率。针对起重机模型的非线性和不确定性,设计了基于模糊自适应PID控制器的起重机定位和防摆方法,利用两个模糊自适应PID控制器分别对小车的位置和负载的摆角进行控制。其中,位置模糊自适应PID控制器是以参考位置与实际输出位置差以及位置差变化率为控制对象对位置和速度进行有效的控制;防摆模糊自适应控制器则是通过控制负载的摆角及摆角的变化率来消除负载的摆角,仿真与实验结果都表明该方法的可行性。     

桥式起重机防摇控制系统数学建模方法研究

为了研究桥式起重机的电子防摇控制策略,需要建立桥式起重机精确的数学模型。文中探讨了桥式起重机防摇建模的简化假设,讨论了桥式起重机吊重摆动和变频调速系统的数学模型的构建方法,并进行合理的简化和线性化,基于Matlab进行仿真,以验证模型的精确性。     

桥式起重机防摇摆的策略、产品与仿真

针对起重机在运行中的摇摆问题,对变频调速驱动的桥式起重机的运动学模型和多种防摇摆控制策略、产品进行了分析。参考起重机的实际设计参数,给出其数学模型,计算出在不同加速度下加速运行过程中的摆动数据,并使用一种多段速度给定的方法进行了Simulink防摇控制仿真,结果表明,该方法具有明显的防摇效果。     

利用四次函数曲线预制拱度

主梁是桥式起重机桥架的主要结构件，在载荷的作用下主梁会产生弹性的下挠变形，给承载小车增加运行阻力。为了补偿主梁由其自重和载荷作用产生的下挠变形，设计要求将主梁按一定曲线做成有拱度的梁。按GB／T14405—1993《通用桥式起重     

起重机系统的建模及其非线性间断的反馈控制

推导了桥式起重机系统的非线性动态模型。模型在无外力的情况下，具有2个输入和4个自由度。控制模型的目标是建立使小车和滑轮组尽快到达预定位置，并消除钢丝绳和负载由惯性所致摆角的控制方案。并将模型和控制方案在MATLAB模拟软件里进行测试，验证其测试结果与理论分析的一致性。     

桥式起重机防摇系统控制参数理论分析及实验研究

提出一组起重机吊钩防摇效果界定指标,分析一种应用于桥式起重机的防摇系统主导控制参数对防摇效果的影响及其设计方法,归纳了该防摇控制方法涉及的核心主导参数,并从理论上分析了各参数的确定方法和取值范围。最后在桥式起重机样机上进行实验,结合文中提出的防摇效果界定指标,定量地描述了各参数的取值对防摇效果的影响。实验结果与理论分析结论基本一致,验证了控制参数理论设计方法的正确性。     

桥式起重机吊重Fuzzy-LQR防摆控制器的设计

桥式起重机大小车联合运动可以提高作业效率,在其吊重防摆控制中加入大车运动更具工程意义。针对桥式起重机防摆定位控制具有非线性、强耦合、不确定等特点,设计Fuzzy-LQR控制吊重摆动。根据Lagrange方程建立三维动力学模型并在大小车运动方向对其进行解耦;通过信息融合技术将模糊控制器的多输入进行降维处理,解决模糊规则爆炸问题,结合LQR控制原理搭建Simulink仿真模型。选用CXTD16t-19.5m双梁桥式起重机进行仿真模拟,结果表明:运用Fuzzy-LQR分别控制解耦后的大小车运动或者大小车联合运动都能达到防摆定位的目的。     

起重船-风机吊装系统动力学模型仿真分析

海上风机的安装是以起重船为支撑浮在海上进行作业的,使得海上风机的安装将会受到船体摇荡的影响而产生摆动,因而有可能在安装过程中造成风机的损坏。所以必须对海上风机在安装过程中起重船和风机的动态特性进行分析和研究。建立了12自由度的船体-风机耦合多体动力学模型。在模型中考虑了船体在海面上的纵荡、横荡、升沉、横摇、纵摇和首摇6个自由度以及风机的面内、面外摆角和风机的横摇、纵摇和首摇5个自由度以及吊索的弹性变形。然后对起重船和风机的动态特性进行了分析。仿真结果表明,吊索的释放速度、海浪频率以及海浪浪高对风机的摇摆影响。     

起重机吊重摆角子系统扩张状态观测器设计和仿真研究

在研究起重机吊重系统防摇控制时,可以分别对小车位移和摆角子系统进行控制器设计。由于在起重机摆角子系统中吊重摆角角速度一般靠传感器进行测量,增加了运行和维护成本。为此提出了设计起重机摆角子系统非线性扩张状态观测器对起重机摆角子系统状态信息进行重构,软测量摆角角速度。给出了观测器的结构方程,并运用Matlab对观测器参数进行了优化整定。参数整定后的扩张状态观测器能够在0.3 s内估计出系统摆角和摆角速度,并且在0.5 s内估计出了系统的外界干扰。仿真结果表明:经过Matlab参数整定的扩张状态观测器(extend state observer,ESO)可以实现对非线性的起重机摆角子系统状态信息的软测量。     

桥式起重机定位和防摆控制分析

利用控制器控制起重机模型的位置和摆动情况的这一方法,是在考虑到起重机模型的不确定性等特征的基础上提出的,具有较强的可行性。本文通过对该方法进行分析,从而为桥式起重机的防摆控制方法分析研究工作提供帮助,使起重机的作业效率得到保障,并且使工程的顺利开展成为可能。