船舶起重机状态测量与吊重摆动控制

针对船舶液压起重机工作时吊重产生摆动的问题,提出基于起重机操纵比例伺服阀的吊重摆动控制方法,完成起重机工作状态测量传感器以及基于时间延迟反馈控制策略的吊重摆动控制器的设计。试验结果表明:通过在起重机操纵比例伺服阀上叠加时间延迟反馈控制器信号,可以使吊重的摆动快速衰减到0.5°以内。

船舶液压起重机操纵与吊重摆动关系试验研究

起重机工作时会导致吊重摆动,降低工作效率和安全性能。文中采用Visual Basic语言编写程序,构建不同形式的回转、起升操作信号,研究起重机操纵动作对吊重摆动的影响。结果表明,采用起止阶段匀加、减速进行回转操作时,吊重的摆动幅度最小,停止最快,摆动周期略大于自由摆动周期;回转起升联合操作时,同样采用起止阶段匀加、减速操作对吊重的摆动幅度抑制最大。

浮式起重机时滞反馈抑摆控制系统研究

针对起重机吊重摆动的问题,提出了一种基于UWB技术进行吊重摆角检测的起重机吊重抑摆方法,完成了基于UWB技术的吊重摆角检测系统和时滞反馈抑摆控制系统的设计、实现;最后通过实验验证了所提方法的有效性,并对时滞反馈抑摆控制系统的参数选取进行了研究。实验结果表明:系统参数的选取基本不会影响系统达到稳态时的抑摆效果,抑摆效果可以达到80%以上,但是系统参数的选取会影响系统的响应时间。

起重机变幅运动吊重防摆控制研究

针对起重机变幅运动过程中吊重摆动造成的就位精度差、工作效率低和作业不安全等问题,提出了一种误差渐进补偿控制方法,以减小吊重摆动。在分析误差渐进补偿控制原理的基础上,设计了误差渐进补偿控制器。采用变补偿系数控制方法,在实现吊绳摆角渐进减小的同时满足了变幅加速度和液压泵排量的要求。运用MATLAB软件对系统进行仿真,仿真结果表明,对于不同的绳长和臂架长度,误差渐进补偿控制具有良好的鲁棒性和控制精度,在起重机开始制动后,吊绳摆角在10s内减小到了0.003rad以下。

起吊系统在规则波作用下动态仿真分析

以起重船在海上起吊作业为背景,建立了吊重系统三维非线性运动学模型。分析了吊重系统在规则波作用下的摆动特性。采用数值仿真软件对时域非线性分析进行求解,讨论了波向、波浪频率以及升降速度对吊重摆角和吊索张力的影响。得到的结论可用于吊重系统摆动的预测与控制,可供设计者参考。

吊车荷载计算模型研究

当吊车载重运行时,文中将吊车荷载简化为移动力和吊重摆动力的叠加,并详细推导了吊重摆动力方程。最后计算分析吊车梁的动力响应,并与实测结果进行了对比分析。对比结果表明采用该吊车荷载计算模型得到的结构动力响应与实测数据吻合较好,因此本文所采用的模型是合理可行的,可用于吊车梁在吊车荷载作用下的动力响应分析。

基于零力矩点理论的汽车起重机稳定性研究

针对汽车起重机稳定性问题,提出了一种基于零力矩点(ZMP)理论的汽车起重机最大起重量计算方法和防倾覆检测方法。首先,建立了汽车起重机的力学模型,得到了其零力矩点坐标的求解公式;为了提高理论模型的准确性,运用拉格朗日方程建立了回转运动时起重机吊重摇摆的微分方程;其次,利用ZMP理论分析了汽车起重机的稳定性,得到了起重机的最大起重量,并通过实验验证了ZMP理论的可靠性;分析了吊重摆动、变幅运动和回转运动对最大起重量的影响;最后,提出了一种基于ZMP理论的汽车起重机防倾覆检测方法。研究结果表明:稳定性指数Smoment数值越接近1,起重机倾覆可能性越大,作业越危险;在相同的变幅角度,回转角度位于90°和270°时,即吊臂在正侧方作业时,危险性最大;而吊臂作业在支腿附近时,危险性最小。

ROBOTIC DYNAMIC MODEL ON LOAD SWING OF SLEWING CRANE

This paper sets up a robotic manipulator model on slewing crane. The model can synthetically describe the dynamic behavior of the load of slewing crane in rotating, elevating and hoisting motions. The dynamic equations of the system are recursively derived by a Newton Euler method. The dynamic behavior of the load of slewing crane in rotating motion is simulated on a computer. The method of robotic dynamics to derive the dynamic equations of the swing of load is accurate and convenient and it has good regularity. The result of the study provides a base in theory on design of crane and an accurate mathematical model for controlling the swing of load.