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。     

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。     

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AFSA优化的龙门起重机防摆PID控制器

为减小龙门起重机运行过程中负载的摆角,在MATLAB/Simulink软件中建立PID控制模型,利用人工鱼群算法(Artificial Fish Swarm Algorithm,AFSA)优化模型参数,通过仿真分析,该模型显著减小了龙门起重机负载摆角,实现了龙门起重机快速精准定位,鲁棒性好。结果表明人工鱼群算法与PID控制器结合的方法具有可行性和有效性。     

级联法设计时滞滤波器抑制双摆起重机货物摆动

当起重机的吊钩质量较大、货物质量较小,并且货物到吊钩的悬挂长度较大时,起重机货物摆动特性表现为双摆动力学特性,如果应用抑制单模态柔性系统振动的控制方法很难消除货物摆动。文中首先建立双摆龙门起重机货物摆动模型,分析货物摆动的频率和摆动幅值,然后通过级联法设计抑制多模态柔性系统振动的时滞滤波器,并应用于抑制双摆起重机货物的摆动,仿真结果验证了该时滞滤波器可有效抑制吊钩和货物的摆动,且保证了系统的响应速度。     

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。     

基于YOLOv3的桥式起重机摆角检测系统

起重机在启动、停止时的摆动角度较大,影响工作效率,摆角检测系统的研究对于提高起重机的效率和实现起重机无人化的研究具有重要意义,文中设计了一种桥式起重机摆角检测系统,该系统使用图像传感器结合计算机视觉算法测得摆角。所提出的技术使用工业摄像头作为视觉传感器,基于YOLOv3目标检测算法识别吊钩,根据图像中吊钩离开平衡位置的位移和图像坐标变换计算出摆动角度。     

摆塔式缆索起重机的技术特性

三峡摆塔式缆索起重机塔架的高度居世界第一，它采用的单绞车导绕系统，使塔架绕其固定在地面上的轴承摆动，以扩大其工作范围，承载索悬挂装置能保证塔架摆动时，架空部分的各部件处于垂直状态，摆塔式缆机塔架的截面较小，所需辅助混凝土工程量小，但需要安装较多的绳索。     

输入整形法在旋转起重机消摆控制中的应用

针对旋转起重机在作业中由于惯性力、离心力和外界干扰的存在,吊重会产生摆动,从而影响生产效率,增加安全隐患的问题,将输入整形技术应用到起重机的消摆中.首先,对旋转起重机进行分析,建立了旋转起重机数学模型,得出了动力学方程;然后阐述了输入整形法的消摆原理;最后,利用Matlab中RTW模块构建半实物仿真实验平台,以旋转起重机样机为实验对象,设计了零振荡(ZV)输入整形器,把输入整形算法应用到抑制吊重残余摆动中.通过整形前后吊重在平面内摆角的比较,发现ZV法有效地抑制了吊重在起重机运行结束后的残余摆动,能够将摆动抑制到整形前的10％左右.研究结果表明,输入整形法在旋转起重机消摆问题上能够起到良好的效果,且易于实现,具有一定的工程价值.     

铸造起重机铁水包运输过程偏摆特性研究

起重机作为钢铁冶炼厂房高温铁水包主要搬运设备,工作过程中铁水包偏摆特性分析显得尤为重要。针对铁水包运输过程铁水包摆动问题,建立其偏摆非线性系统模型,基于SIMULINK研究了主小车位置、铁水包起升高度及钢丝绳倍率对系统偏摆特性的影响。研究结果表明,主小车位置对钢丝绳变形和摆角具有显著影响,靠近于桥架端部,二者衰减至稳定值所需时间较长;起升高度对铁水包运输过程偏摆特性时间历程的影响不大,而决定了响应频率;钢丝绳倍率越小,钢丝绳系统振动越明显。研究结果有助于铸造起重机操作规范制定及偏摆控制策略选取,也可为其设计与制造提供参考。