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。     

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。     

旋转式起重机的荷重最大偏摆角计算

旋转式起重机的荷重最大偏摆角α_(max)如何计算,至今未看到较好的计算方法,某些教科书和苏联的起重机手册推荐用: tgα_(max)=0.05 Rω式中:R——幅度,米;ω——旋转角速度,弧度/秒,     

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。     

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。     

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器的设计

桥式起重机是一种从事起吊和空中搬运的机械设备,它在机械制造工业和冶金工业中应用得最为广泛。目前国内生产的桥式起重机都是由专职司机手动操作完成大小车的定位和控制吊物的游摆。要在三维空间下由控制器实现桥式起重机的精确定位和消除吊物的摆幅是相当困难的。本文主要阐述了桥式起重机在三维空间下的建模方法,并对该系统进行了开环仿真分析,最后提出应用LQR技术设计一种最优输出跟踪器,实现了桥式起重机的精确定位和消除吊物的游摆。仿真结果表明,这种防摆控制器使被控系统具有良好的动态和稳态性能。     

平面运动从动件等径凸轮机构运动角的确定

针对平面运动从动件等径凸轮机构，根据机构存在有意义解和保证输出摆杆传动角两个条件，分析并确定了凸轮运动角、输出摆杆摆角及其初始安装角的取值范围，进而绘制了凸轮运动角与摆杆摆角的可选值城图，为谈机构的设计与使用提供了方便。     

凸轮车削恒切削角、恒切削速度研究

在凸轮车削加工过程中 ,切削角与切削速度随加工凸轮轮廓位置不同会发生很大变化 ,直接影响凸轮加工质量与刀具使用寿命。为了解决上述问题 ,本文提出了刀具摆动与主轴变转速的凸轮车削加工方法 ,以实现恒角度与恒速度切削。通过对凸轮车削的运动关系进行分析计算 ,推导出在恒角度与恒速度切削的情况下 ,刀具摆角、机床主轴转速与凸轮转角位置的关系 ,为在实际中应用提供了理论依据     

基于振动理论的摆动活齿传动机构动态优化设计

应用集中参数法,建立了摆动活齿传动机构的扭转振动模型,推出了传动机构的动力学微分方程.基于此模型并考虑影响动态性能的结构参数,以摆动活齿的振动角加速度最小为目标函数,利用Matlab软件对摆动活齿传动机构进行了动态优化设计,设计结果对提高摆动活齿传动机构的传动效果和设计质量具有一定的意义.     

一种新的舰载惯导系统摇摆基座初始对准方法

针对舰载惯导系统在摇摆基座条件下高精度初始对准问题,提出一种简单且易于实现的快速初始对准方法。利用开路法构建数学稳定平台隔离载体摇摆运动,提高了高精度舰载惯导系统摇摆基座对准过程中量测数据的信噪比,缩短了对准时间并提高了误差参数的估计精度;建立了开路法数学平台偏角的误差模型,利用参数辨识法提取相关对准参数,从而估计出陀螺漂移和数学平台偏角并进行补偿。海上试验结果表明,该对准方法可在8 h内达到优于0.000 5°/h的对准精度,有效地解决了摇摆基座条件下舰载惯导系统的高精度初始对准问题。     

按许用传动角设计曲柄摇杆机构的非迭代方法

本文提出了已知摇杆摆角、行程速比系数和许用传动角设计曲柄摇杆机构的非迭代方法。     

摆动活齿减速器的模糊稳健优化设计

应用基于正交设计的稳健设计法，建立了摆动活齿减速器的优化设计模型，对摆动活齿减速器进行了模糊稳健优化设计，应用模糊综合评判法对该优化设计的结果进行评判，得到了该减速器设计变量的稳健优化设计最优组合。     

介电弹性体摆动驱动器的分析与实现

根据介电弹性体摆动驱动器的工作原理,设计了摆动驱动器.通过对比试验得到性能较佳的摆动驱动器,该摆动驱动器的研究可为仿生机器人的驱动实现提供一种可能的解决方案.     

二氧化碳摆动转子膨胀机的设计与受力研究

设计开发了二氧化碳摆动转子膨胀机,代替节流阀减小节流损失。研究给出了膨胀机摆动转子进行受力分析情况,对关键部件摆动转子进行了应力与变形的计算。结果发现膨胀机的摆杆两侧的摩擦力很大,将会导致此处的摩擦损失增大。与滚动活塞膨胀机相比,摆动转子膨胀机的总力矩更大,更有利于膨胀机的运行。计算结果表明,摆动转子膨胀机结构上有优势,承压能力很好,适于在高压差下工作。     

一种新型电动外摆滑动式车门装置

提出了一种新型的大客车电动外摆滑动式车门装置,介绍了其工作原理及特点。     

冗余度机器人自由摆动故障的运动学容错

对于工作在恶劣环境下的机器人 ,容错是一个重要的设计准则。本文针对冗余度机器人发生自由摆动故障 ,提出了以机器人末端误差为评定标准 ,构造了机器人运动学综合性能指标 ,通过使该综合性能指标最小 ,实现机器人的容错。计算和仿真的结果表明 ,按该性能指标进行优化 ,可使关节实现容错 ,并且关节速度平稳、可操作度较高 ,是一个有效的优化方法