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。     

考虑弹性结构时桥式起重机防摇控制系统数学建模方法研究

桥式起重机大车运行在考虑弹性结构情况下,起重机主梁会产生垂向变形和横向变形。传统的双质量两自由度系统模型是把桥式起重机的运行机构假象为刚性结构,而横向变形会对防摇控制数学模型的精确性产生影响。分析横向变形对防摇控制模型的影响,建立桥式起重机三个质量三个自由度串联弹性动力学系统振动模型并基于MATLAB进行仿真对比,得到三质量系统下吊重摆角曲线,随后与传统的双质量系统进行比较,得到摆角误差曲线,进行对比分析可得,三质量系统相比双质量系统提高了模型精度。     

桥式起重机防摆控制方法综述

针对桥式起重机系统,分析了系统的拉格朗日动力学模型、非线性特性以及防摆控制的研究现状,阐述并总结了采取不同控制策略时的主要控制方法,轨迹跟踪策略包括离线运动规划和输入整形方法,镇定控制策略从经典控制、现代控制和智能控制等方面分别展开,介绍了PID控制、最优控制、滑模控制、反步控制和无源控制,展望了今后进一步的研究方向和问题。     

起重机回转传动系统冲击载荷的磁流变半主动控制

以起重机回转支承传动系统为研究对象,提出了基于磁流变技术的起重机回转传动系统冲击载荷的控制策略和方法,即采用磁流变弹性体联轴器实现回转驱动装置与回转小齿轮的刚度和阻尼可控连接,实现了冲击载荷的振动抑制,建立了回转支承传动系统磁流变非线性动力学模型,求解了系统在定常及随机载荷激励作用下的动态响应,并以弹性体的变形量和联轴器的内外筒转角位移差值为控制对象,采用双态控制和PID控制两种半主动控制策略对冲击载荷的磁流变抑制效果进行了仿真研究。仿真结果表明:这两种半主动控制策略都能较好地抑制回转系统中的惯性冲击,并可改善起重机回转系统的运行平稳性。其中,双态控制对启制动时间的优化效果更佳,PID控制对冲击峰值和时间的综合优化能力更强。     

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。     

起重机的防摆控制研究

为解决塔式起重机在实际施工过程中所存在的负载摆动问题,提高塔式起重机的施工安全性,在对塔式起重机动力学模型构建的基础上,提出采用模糊PID控制器实现其防摆控制的目的,并对模糊PID控制策略和模糊控制策略的控制效果进行对比;并根据塔式起重机的工况特点和控制机理设计了控制系统,完成了关键硬件的选型和软件控制流程。     

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。     

基于机电耦合动力学模型的起重机类欠驱动系统定位防摆控制

在研究起重机的定位防摆问题时,常规建模手段会忽略电气控制系统对控制效果造成的影响,为此,文中提出了机电耦合动力学建模的研究方法。首先分析了起重机定位防摆控制的当前研究现状,指出了当前起重机类欠驱动系统定位防摆控制研究中存在的问题,然后探讨了当前机电耦合的研究方法对于起重机定位防摆控制的效果,并给出了基于解析解的机电耦合动力学的建模思路。研究表明：考虑机电耦合建模,可以更加完整地描述起重机的定位防摆控制模型,并为其定位防摆控制研究提供理论依据。     

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。     

不同参数对塔机吊重摆角和塔身结构振动的影响

针对塔机结构振动特性的研究虽然已取得了丰硕的成果,但是很多文献把塔机结构当作刚性结构来研究,或者未考虑塔机的加速度对吊重摆角的影响,针对塔机在提升与回转耦合运动下结构振动和空间摆角特性研究的文献则更少。针对塔式起重机的非线性运动易引起结构振动的问题,为了探究其运动规律,在塔式起重机提升与回转耦合运动下,对塔机结构的振动特性进行了理论推导和仿真研究。首先,采用运行特性、物理关系和梁挠度理论,提出了一种塔式起重机位移模型(从加速到恒速再到减速);然后,根据拉格朗日和空气阻力理论,推导了塔式起重机的动力学模型;最后,根据实际塔式起重机的结构和运动特点,设计了实验塔机,利用实验塔机搭建了测试平台,通过吊重的空间摆角实验过程验证了耦合运动模型的有效性,研究了不同的提升加速度、回转加速度和初始摆动角度对非线性耦合运动下吊重的空间摆角和塔身振动的影响。研究结果表明：回转加速度对塔身结构振动和空间摆角有显著影响;提升加速度对塔身结构振动和空间摆角的影响很小;当提升加速度为0.01 m/s²时,摆角θ有最小值;当任意初始角度不小于0.2 rad时,初始角度对塔身结构和摆角振动影响较...     

模糊控制在波浪补偿起重机中的应用研究

波浪的起伏使得水上货物吊装时造成冲击和震荡。 现已将模糊控制方法引入水上作业起重机的控制系统,对波浪的扰动进行补偿。通过数字仿真,表明该起重机的随动性能良好,具有较好的适应性能,得出了模糊控制适用于波浪补偿起重机伺服控制系统的结论。     

A fuzzy-logic antiswing controller for three-dimensional overhead cranes

In this paper, a new fuzzy antiswing control scheme is proposed for a three-dimensional overhead crane. The proposed control consists of a position servo control and a fuzzy-logic control. The position servo control is used to control crane position and rope length, and the fuzzy-logic control is used to suppress load swing. The proposed control guarantees not only prompt suppression of load swing but also accurate control of crane position and rope length for simultaneous travel, traverse, and hoisting motions of the crane. Furthermore, the proposed control provides practical gain tuning criteria for easy application. The effectiveness of the proposed control is shown by experiments with a three-dimensional prototype overhead crane.     

基于CAN总线的铁路救援起重机控制系统设计

根据铁路救援起重机的控制要求,设计了基于CAN总线的铁路救援起重机控制系统.控制器采用EPEC OY开发的CAN控制系统模块.在控制模块之间、控制模块与起重机执行机构之间,采用CAN总线作为信息交换的通道.介绍了CANOpen协议的技术特点,给出了控制器节点的CANopen初始化流程.运用CoDeSyS 软件对控制器进行编程,实现对铁路救援起重机的控制.本控制系统具有检测、控制、报警功能,且操作简单,能极大地提高铁路救援起重机在作业时的安全性能,为铁路救援起重机在恶劣的环境下长期、稳定、高效的工作提供了保障.     

起重机模糊控制仿真系统的研究

在本系统设计中,主要是将模糊控制技术、软件开发技术、仿真技术与起重机产品开发的工程需要相结合,实现了起重机的计算机辅助设计和开发。本文在对起重机模糊控制器系统模型分析的基础上,以FPCSDT3.0作为软件开发工具,设计了起重机模糊控制器仿真系统,可实现起重机的模糊控制和手动控制。     

PLC控制变频器技术在桥式起重机改造中的应用

通过分析变频调速技术在通用桥式起重机中的应用,根据其原有的控制结构,综合组态软件和PLC、变频器技术,提出了一个基于PLC控制变频器技术的系统控制结构,并且采用此体系结构进行了对桥式起重机变频调速控制的研究。     

PLC控制变频器技术在桥式起重机改造中的应用

本文探讨了变频调速技术在通用桥式起重机中的应用,并且根据原有的控制结构,结合组态软件和PLC、变频器技术,提出了一个改进的系统控制结构,并且采用此体系结构实现了桥式起重机变频调速控制。     

智能起重机的关键特征和控制系统总体架构

起重机正在朝着智能化方向发展,起重机的智能化特征和控制系统架构决定了智能起重机的总体性能和技术方向,是起重机智能化研究的核心。简要回顾了我国起重机产品从传统起重机到智能起重机的发展历程,比较了传统起重机、自动化起重机、工业机器人和智能起重机的主要性能特征和关联性,分析了我国起重机智能化研究应重点关注的行业和起重机产品,对智能起重机的通用性和个性化关键特征进行了分析和总结。提出了智能起重机控制系统的总体架构,对系统架构中各关键功能模块和各子系统进行了详细分析阐述,讨论了各模块及子系统之间的关联性、主要数据流向及起重机智能化实现方法,强调了构建强大的内、外部信息互联、顺畅的数据交换和共享机制对智能起重机的重要性,定义起重机广域智能系统,包括智能起重机在内的广域智能系统的群体智能化是实现智能起重机系统智能化作业的关键,而且广域智能系统信息共享和数据互联互通的深度和广度决定了系统智能化的水平。     

起重机摆动控制系统的研究

为了实现起重机的自动化控制作业,同时有效提升起重机装卸作业效率,必须采用有效手段对起重机作业过程中的起吊物摆动进行控制.文中提出了基于起重机运行加速度控制的摆动控制方法,并构建了起重机摆动控制系统.首先建立了起重机搬运系统的三维模型,基于三维运动方程并结合实际的操作经验提出了一种有效的摆动控制方法.分析了摆动控制系统的特征参数,给出了摆动控制参数的具体计算方法,并进行了三维仿真与试验,仿真及试验结果验证了提出方法的有效性.     

基于PLC和触摸屏门机控制系统设计

针对传统继电器控制的门机故障高、效率低等现象,研究利用PLC和触摸屏设计门机控制系统。提出控制系统的硬件设计方案和P LC软件设计方法,给出监控设计方案,使门机的自动化程序和可靠性得到提高。     

双梁抓斗起重机负载运动自动化防摇控制方法

针对双梁抓斗起重机扰动较大、防摇控制性能较差的问题,提出一种双梁抓斗起重机负载运动自动化防摇控制方法。分析双梁抓斗起重机的运动特点,采用拉格朗日方程组建双梁抓斗起重机的动力学方程。通过 PID 控制理论和模糊理论,设计模糊自适应 PID 控制器,利用控制器对双梁抓斗起重机负载运动过程中出现的扰动进行控制,最终完成自动化防摇控制。仿真实验结果表明,当时间为 21 s 时,小车就可以到达指定位置,且各项动态性能测试指标均较优,所提方法可以更好地完成自动化防摇控制。