基于Simulink的某桥式吊车系统运动学分析及参数化讨论

桥式起重机台车的快速精准定位和负载摆动的有效抑制是学者们的研究热点。目前,针对桥式吊车系统的研究大多建立的是单摆模型,该模型运动学分析用单摆模型进行描述是最简单直接的,对于单摆系统来说,绳长决定系统的固有频率,因此绳长变化对系统有效控制参数的选择有一定的影响。结合Euler-Lagrange方程推导得到某单摆桥式吊车系统的运动学方程,通过对该非线性微分方程分析得到台车加速度与负载摆角之间存在耦合关系,结合轨迹规划方法和Simulink仿真对吊车系统的运动过程进行了仿真建模,验证模型的可行性。此后,针对不同台车加速度参考轨迹做了仿真分析,结果表明,改进式加速度参考轨迹的加加速度在加速度变化时不会产生突变,曲线连接处得更加光滑,吊车系统输出状态更加稳定。此外,针对不同绳长下台车轨迹规划过程中的相关控制参数进行了系列探讨。数值分析结果表明:绳长变化与台车轨迹规划所需时间呈现非线性关系;而对于负载摆动,随着绳长的增加,摆角幅值有增大的趋势,且残摆难于消失。