双桅杆式起重机的时变输入整形控制方法

为了满足实际生产需求, 在工业中常使用两台或者多台起重机协作完成大型运输任务. 双桅杆式起重机负载能力强, 工作姿态灵活, 在大型建筑工地上得到了广泛应用. 然而, 现有控制方法大多针对动力学特性相对简单的双桥式起重机, 而对耦合性更强、动力学特性更复杂的双桅杆式起重机关注不足. 为解决此类系统的控制难题,本文通过分析系统的几何约束与动力学模型, 得到状态变量及其高阶导数之间的关系, 从而实现双桅杆式起重机非线性动力学模型的合理变换. 随后, 本文准确分析了吊臂俯仰角与负载姿态角之间的关系, 通过计算得到双桅杆式起重机的时变振荡周期, 设计了一种极不灵敏型输入整形器. 最后, 实验结果验证了所提时变输入整形控制方法能够实现起重机的准确定位及良好的消摆效果     

负脉冲鲁棒输入整形器的频域设计方法

研究机械定位优化系统,传统的输入整形器主要在时域中研究,并利用数字优化方法,实现闭环稳定性控制,但设计过程复杂.针对上述问题,提出采用频域的零点配置方法通过在系统极点附近配置多个整形器零点来设计,采用多峰输入整形器以及含有负脉冲的多峰鲁棒输入整形器,并同时通过负脉冲整形器的性能分析,给出了满足执行器约束的负脉冲幅值约束条件,在桥式起重机防摆控制中的应用证明了设计方法有效.和经典的梯形防摆方法相比,用多峰输入整形器能更有效地抑制负载的残留振荡,同时对绳长变化具有更好的鲁棒性,同时设计的负脉冲鲁棒整形器可以减小系统的上升时间,增加控制的稳定性,提高系统的定位精度和效率.     

对数型终端滑模在高阶SISO非线性系统的应用

以起重机升降系统位置控制为目标,针对起重机负载位置在有干扰条件下控制不精确的问题,采用对数型快速终端滑模来设计控制律.基于对数型快速终端滑模方法的良好特性,同时采用一种新的滑模面设计方法,将此对数型快速终端滑模方法引入到高阶单输入单输出非线性系统,并设计了一种新的滑模变结构控制律,使系统状态变量能以较快的速度在有限时间...     

高精度、低能耗波浪补偿液压系统在海洋船舶起重机的应用

波浪补偿液压系统通过波浪位移姿态传感装置（Motion Reference Unit,MRU）检测船体的上下位移量,同比例转化为海浪的大小,通过PLC计算输出起重机臂架机构沉降速度,并控制绞车钢丝绳的收放量。海洋船舶起重机是大型海洋工程装备,做好海洋船舶起重机控制系统是确保其安全性能的关键举措。基于海洋船舶起重机控制原理,提出高精度、低能耗波浪补偿液压系统在海洋船舶起重机的应用设计方案,并将该系统应用到大型智能化250 t海洋船舶起重机项目中,通过实证研究表明,海洋船舶起重机的高精度、低能耗波浪补偿液压系统有效提高了海上恶劣工况下的船到船、船到岸货物吊装及风电安装、海底勘探、深海下潜作业的安全稳定性。     

针对输入时滞的桥式起重机鲁棒控制

针对工业桥式起重机输入信号存在时滞的问题,本文设计了一种鲁棒跟踪控制器.具体而言,本文通过分析欠驱动桥式起重机的特性,引入辅助系统,将时滞模型等效为不存在时滞的模型.在此基础上,考虑系统参数的不确定性,设计了一种鲁棒跟踪控制器.本文使用基于Lyapunov理论的稳定性分析及证明方法,通过建立Lyapunov-Krasovskii（LK）方程证明了位置跟踪误差以及摆角可以在有限时间内收敛到一个界内,且界的大小与控制增益负相关.完成控制器设计后,将其与工业上常用的比例-积分-微分（Proportion-integration-differentiation,PID）控制方法进行比较.仿真及实验结果表明,本文所设计的控制器优于PID控制器,具有良好的控制性能.     

基于迭代学习和神经网络的船用起重机控制

作为一种重要的海上作业装备,船用起重机被广泛应用于海洋工程的各类场景中.然而,船用起重机是一类复杂的非线性欠驱动系统,存在摩擦、未建模动态等干扰,为控制器设计带来了巨大挑战.更糟糕的是,船用起重机还面临海浪、大风等未知干扰的影响,使得实际控制更加困难.如何稳定高效地控制该类系统,目前仍处于初步探索阶段.为了解决上述问题,本文提出了一种基于迭代学习和神经网络的控制方法.具体来说,首先将未知干扰分为周期与非周期两部分.对于周期干扰,利用周期估计器解决了对未知周期的估计问题,在此基础上通过迭代学习对干扰进行补偿;对于非周期干扰,使用双层神经网络进行逼近和补偿,并设计了权重的更新律;在补偿未知干扰后,基于反馈线性化设计了控制输入.通过Lyapunov分析方法,可以证明期望平衡点是全局有界的.最后,在所搭建的船吊实验平台上进行了大量实验,充分验证了所设计控制方法的有效性与鲁棒性.     

可编程控制器在码头起重机控制系统中的应用

起重机是用来提升或下放重物,并能使其在空中作短距离移动的一种运输机械,被广泛应用在工矿企业、车站、港口、仓库等领域,特别在港口码头上起重机起着减轻工人劳动强度, 提高劳动生产率等重要作用.目前在一些中小型码头,操作起重机动作仍旧采用继电器控制 系统,使得起重机控制系统的操作、运行故障率较高,日常维护较困难,而利用可编程控制 器技术对其控制系统进行改造是一个比较好的方法.这里介绍一个用三菱小型可编程控制器对南京钢铁厂原材料装卸码头的起重机控制系统的技术改造应用实例.     

板材多点成形过程的非参数模型及自适应控制

研究了三维板类件的多点成形复杂的非线性过程。将影响成形精度的诸多因素看作系统扰动,成形过程简化为离散的单输入单输出系统,得到其非参数模型。在满足一定假设务件的前提下,多点成形过程可线性化为一个带有单参数的线性时变系统：通过对系统的分析,得到了多点成形过程的闭环递推自适应控制算法。仿真结果表明,在自适应算法的逐次控制下,工件形状以较快的速度收敛到设计的目标形状,实现了对板类件多点成形这一复杂过程的有效控制。     

8253应用中抗干扰措施一例

在Intel 8088、8080、8085 以及单片机应用系统中,除了计算机主要部件存贮器ROM、数据存贮器RAM及并行输入/输出器外,还有一些功能部件,如定时/计数器等,在为了满足应用系统某些需要时,十分有用。并且在以上述主机芯片构成的微机系统中一般多采用Intel8253芯片来完成定时/计数器等功能,它不仅相互接口电路简单,而且控制信号兼用性好。然而,8253与其它类型的定时/计数器相比又有它的特殊性,应用中稍不注意,就会产生误码现象,而有关这方面的论述在许多介绍Intel     

ADSP2181异步串行通信的软件实现

ADSP2181有8条可编程标志管腿PF0～PF7,它们的状态映射到内存单元0x3fe5的低8位,定义该单元为PFDATA,同时此8条管腿可由内存单元0x3fe6控制为输入或输出,输出属性时改变PFDATA的某一位,就改变了相应管腿的状态。定义PF0、PF1分别为异步通信输入与输出,通过定时查询PF0的状态就能实现输入,定时改变PF1状态就可实现输出。波特率是由内部定时中断控制的,实际应用时把定时频率设置为要求波特率的3倍,也就是说每出现3     

Effects of hoisting on the input shaping control of gantry cranes

The dynamic behavior of a planar gantry crane with hoisting of the load is investigated. The command generation method of input shaping is proposed for reduction of the residual vibration. Several versions of input shaping are evaluated and compared with time-optimal rigid-body commands over a wide range of parameters. Input shaping provides significant reduction in both the residual and transient oscillations, even when the hoisting distance is a large percentage of the cable length. Experimental results from a 15-ton gantry crane at the Savannah River Technology Center are used to support the numerical results.     

集装箱装卸桥仿真系统

为了降低集装箱装卸桥操作与维护的培训成本,提出集装箱装卸桥仿真系统的设计方法.考虑到实用性,设计的电气控制系统采用两类不同的驱动系统,即起升与大车共用1套交流变频调速驱动系统,小车与臂架俯仰共用1套直流调压调速驱动系统.为了提高控制系统的先进性,在90-30 PLC的控制模块中增加网络通讯模块,可以实现网络通讯.该系统已投入使用,实践表明可以很好地帮助学员提高驾驶仿真训练以及分析与排除电气设备故障的能力.     

造船龙门起重机大车纠偏控制系统的设计与应用

造船龙门起重机随着造船业的迅速发展也跟着快速发展起来。在大车行走过程中,由于龙门起重机的刚腿和柔腿之间的跨距较大,因此要求刚腿和柔腿的位移要始终保持一致,如果偏差过大则会造成大车偏斜运行等严重后果。本文结合软硬件的设计,详细介绍了大车纠偏控制系统从位置检测到位置闭环控制是如何实现大车的实时纠偏。     

A New Adaptive Neuro-sliding Mode Control for Gantry Crane

This paper presents a new adaptive neuro-sliding mode control for gantry crane as varying rope length. This control method derived from combining the sliding surfaces of three subsystem of the gantry crane (trolley position, rope length, anti-swing) to draw out two system sliding surfaces: the trolley position with the anti-swing and the rope length and the anti-swing. On the based of the sliding mode control principle, drawn out the equivalent controller and the switching controller for gantry crane. But due to the uncertain parameters-nonlinear model of gantry crane with the bound disturbances, combining the neural approximate method, defined the neural controller and the compensation controller for the difference between the equivalent controller and the neural controller for two system control inputs: trolley position and rope length. The adaptive control laws for these controllers were deduced from Lyapunov’s stable criteria to asymptotically stabilize the sliding surfaces. Simulation studies are performed to illustrate the effectiveness of the proposed control.     

CHV190变频器开环矢量控制技术在固定式门座起重机上的应用

目前,某些起重机的起升电机采用闭环矢量控制技术,它具有定位精度高,机械特性较硬,动态响应快,起动力矩大等优点,但这必须安装轴编码器来测量电机的转速。在很多老式门座起重机改造的现场,加装轴编码器困难很大,因而或许无法实现闭环矢量控制。然而英威腾CHV190系列起重提升专用变频器,即便采用开环矢量控制技术也能实现门座起重机...     

基于S7—200PLC的十吨级龙门吊自动转向控制系统

十吨级龙门吊应用于高速铁路轨道板的铺设作业中,为保证龙门吊在桥上安全行驶,桥的两侧设置了防撞墙,设计一套龙门吊自动转向系统,使龙门吊在走行过程中与防撞墙保证安全距离。研究并试验了以PLC为控制器,由超声测距传感器、LVDT位移传感器完成位置检测,并用电液推杆完成转向动作的自动转向系统。实验结果表明系统可以实现上述要求,控制策略可行,控制系统工作平稳、结构紧凑、易于调试。     

基于ZigBee的门式起重机安全监控管理系统

根据门式起重机运行状态安全监控需要,结合ZigBee无线通信技术,设计开发了一种应用于门式起重机的安全监控管理系统.该系统网络节点硬件以STC12C5A60S2为控制器、CC2530为射频收发器.阐述了网络的节点硬件和软件设计,并介绍了上位机监控系统.经实际调试验证,该监控系统具有信号采集与处理准确、控制输出实时、人机交互友好等特点,实现了门式起重机运行的安全监控.     

海铁联运港口混合作业模式下轨道吊与集卡协同调度

在集装箱海铁联运港口中,铁路作业区作为连接铁路运输和水路运输的重要节点,其装卸效率将影响集装箱海铁联运的整体效率。首先,对比分析了“船舶-列车”作业模式和“船舶-堆场-列车”作业模式的特点,并结合海铁联运港口实际作业情况提出了混合作业模式。然后,以轨道吊完工时间最短为目标构建混合整数规划模型,既考虑了班列和船舶的作业时间窗约束,又考虑了轨道吊间干扰和安全距离、轨道吊和集卡接续作业和等待时间等现实约束。针对遗传算法在局部搜索能力方面的不足,将启发式规则与遗传算法相结合设计了求解轨道吊与集卡协同调度问题的混合遗传算法（HGA）,并进行了数值实验。实验结果验证了所提模型和混合算法的有效性。最后通过设计实验分析集装箱数量、岸边箱占比、轨道吊数量和集卡数量对轨道吊完工时间和集卡完工时间的影响,发现同等集装箱数量下岸边箱占比提高时,应通过增加轨道吊数量来有效缩短完工时间。     

基于产品基因的岸边集装箱起重机大车行走机构设计

针对岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)设计的自动化和质量需求,在分析其大车行走机构部件设计与生物生长相似性的基础上,提出基于产品基因的岸桥大车行走机构设计方法. 建立大车行走机构部件基因库,选择基于规则的分解重构策略作为产品基因进化策略,确定评价标准,对进化结果进行动态评价,从而完成整个基于产品基因的大车行走机构部件设计过程. 该方法对系统地提高岸桥设计的自动化程度和设计质量具有参考作用.     

门式起重机在特殊危险工况下的安全性能分析和评价

为全面分析和评价门式起重机在特殊危险工况下的安全性能,用MSC Adams进行虚拟样机动力学分析,用ANSYS进行有限元应力分析.结合实际运行情况和典型事故原因分析,提出门式起重机涉及吊重突然卸载、吊重自由跌落后紧急制动、大车碰撞轨道端部止挡、歪拉斜吊、台风下防风抗滑装置失效和吊物碰撞支腿等6种特殊危险工况;分析和评价...