基于数字孪生的桥式起重机自主运行系统研究

为了提高桥式起重机的智能化水平和数字化水平,借助数字孪生技术,对一桥式起重机的安全自主运行系统进行了仿真和实验研究。首先,采用数字孪生思想构建了起重机自主运行系统整体架构,根据桥式起重机的实际运行情况,采用四模型(即虚拟模型、物理动力学模型、行为控制模型和规则计算模型)的方法,构建了起重机的孪生模型;然后,在起重机孪生实验平台上进行了起重机路径规划和大小车轨迹跟踪仿真实验,采用了变论域模糊PID控制器,对起重机大小车轨迹跟踪进行了控制;最后,对该数字孪生系统进行了互联互通实物验证实验。研究结果表明:在起重机数字孪生系统中可以同步进行虚拟仿真和实物实验;在起重机大小车轨迹跟踪实验中,使用所提变论域模糊PID控制方法时,大车跟踪误差在±7 cm内,小车跟踪误差可达±6 cm,表明该控制方法的先进性;同时,该系统初步达成数字孪生技术虚实同步、虚实融合、虚实对照的目标,并且具有良好的三维可视化效果,可为推动机电装备的数字化进程提供一种思路。

双摆桥式起重机抗扰防摆跟踪控制

针对双摆桥式起重机系统的控制问题提出了一种自适应鲁棒防摆跟踪控制方法。在起重机本身存在着参数不确定性以及复杂的难建模动态的情况下,该方法可对这些未知的干扰因素进行在线估计,并实现有效的防摆与良好的轨迹跟踪。所提方法在L_(1)自适应控制框架下对具有欠驱动特性的双摆桥式起重机系统展开分析,构造了辅助变量将系统模型进行等效变换,并在该模型中引入集总干扰项以处理未建模动态(模型误差)的影响。结合观测器、滤波器、与更新律的设计,所提方法能够在理论上保证跟踪误差有界可调节,即可通过增大调节因子减小跟踪误差。一系列仿真与硬件试验结果验证了所提方法的有效性。

龙门行吊系统及其力学分析

龙门行吊系统是纵梁生产自动化连线的重要组成部分。本文介绍了龙门行吊系统,详细阐述了行吊轨道系统和程控行吊的结构,并对龙门行吊系统进行了建模和力学分析计算。

新型四轨式大车运行机构设计研究

随着造船工业的发展,造船模式朝着模块化建造方向发展,船体分段越来越趋向于大型化,产品类型也不再单一,在原有四轨的基础上对大型起重设备能力提升的需求逐步凸显。文中以新型四轨式大车运行机构为研究对象,从结构型式和同步控制2个方面入手,通过2个方向可调的平衡梁系统和多重纠偏控制方法共同确保大车运行机构安全可靠,同时提出了四轨式大车运行机构设计过程中的一些注意要点。

起重机电机拖动系统负载跟踪控制

为了使起重机电机拖动系统的电机以给定转速实时跟踪突变的负载转矩,通过等效折算得到了起升机构电机转子侧的等效转动惯量、等效负载转矩和电机拖动系统动力学方程;建立了按转子磁链定向同步旋转坐标系;应用转差角频率设计了跟踪负载转矩的矢量变频控制系统.实例计算表明:闭环系统的空载起动时间比开环系统快0.34 s,电机平稳起动,起动阶段开环和闭环系统的峰值电磁转矩差值达148 N.m;闭环系统电机消耗的电功率(综合节能的百分比)小于开环系统;在起动阶段,开环系统的峰值功率是闭环系统峰值功率的2.5倍.电机在空载起动阶段约节能50%,平稳运行阶段约节能30%.

基于ZigBee和RFID的铁水包跟踪系统

该文利用数据库、计算机通信以及无线网络传输等技术,提出一种短距离铁水包信息状态跟踪方案,采用射频识别和ZigBee技术实现对铁水包的动态跟踪,利用采集的铁水包信息和行车的位置定位,智能识别出铁水包状态,解决了传统人工记录信息带来的诸多问题,为后续炼钢操作提供了必要的现场数据,提高了企业的信息自动化水平和经济效益。

迭代学习控制在吊车-双摆系统中的应用研究

适用于双摆模型系统的吊车在运送相同批次,相同型号货物,并且在保证搬运货物的轨迹相同的情况下,其运动轨迹具有极高的重复特性。提出了基于迭代学习控制的吊车-双摆系统位置和速度控制方法,建立了吊车-双摆系统的静态模型,设计了关于位置和速度控制的迭代学习控制算法,理论上分析了算法的收敛性。仿真结果表明,在经过80次左右的学习之后,吊车-双摆系统的输出能够可以较好地跟踪上期望轨迹,获得较高的控制精度,验证了控制方法的有效性。

基于RFID技术的行车定位系统在钢厂的应用

针对以往钢厂行车定位中存在的累积误差大、成本高、安装维护复杂等问题,设计了一种基于RFID射频识别技术的行车定位系统。详细给出了行车定位系统的总体结构以及系统硬件的安装方式;同时,描述了射频识别读写器与PLC控制器通信软件的设计方法。该系统已成功应用于某钢厂卷板库,通过长时间连续运行表明,其可靠性高、定位准确、便于现场库存的调度与管理,能够获得良好的效益。

运枕龙门起重机主控系统设计

运枕龙门起重机是铺轨机组的重要组成部分,其作用是将轨枕运输平车上的轨枕转运到铺轨机主机的皮带运输机上,保证轨枕铺设工作有条不紊运行。运枕龙门起重机主控系统的开发设计对其工作质量与工作效率有着重要意义。文中将运枕龙门起重机主控系统分为6个模块进行设计,设计出的主控系统可广泛应用于CPG500型铺轨机的运枕龙门起重机中。

桥式起重机纠偏自控系统

本文阐述了解决桥式起重机啃轨的新方法——纠偏自动控制系统的特点、功能、原理、自控程序及纠偏力的计算。应用证明，该系统不仅实用有效，且能提高经济效益。

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。

大倾角斜井长曲线提升机运输施工技术

在重庆石忠高速公路B12合同段控制工程—方斗山隧道的通风斜井半径小、曲线长、倾角大,若采用已有的分段运输法或刮板式输送带运输法,其安全性和效率均较低。通过在轨道曲线段安设五花立辊、给矿车安装绳卡器等一系列新技术,实现了约束牵引钢丝绳,从而使矿车按曲线方向行驶的目的,以及"提升机+轨道+矿车"的有轨运输系统在小半径、长曲线斜井中的使用。其运输安全性能高、施工速度快、成本低。主要介绍该技术的研发、设计、试验、安装及应用过程,并分析了其经济、社会效益。

铁路货场门式起重机轨道系统研究

目前,门式起重机大车走行轨轨道系统的选用尚无相关的标准及规范,常见的主要型式有参考铁路的弹条扣件轨道系统和参考国家标准图集设计的吊车轨道扣板式轨道系统。随着铁路货场长大笨重货物以及集装箱运输的发展,门式起重机的起重吨位越来越大,其走行轨按照常规轨道系统设计出现的病害也日益增多。文章对比各种轨道系统的差异,探究各轨道系统产生病害的原因,提出了铁路货场门式起重机轨道系统新的解决方案。通过分析研究认为,针对铁路货场门式起重机走行轨轮压大等特点,采用无缝钢轨、高强度无收缩灌浆料、通长钢垫板支承以及抗横向力更强自锁压板的新型柔性轨道系统,是铁路货场门式起重机大车走行轨轨道系统更好的选择。

基于吊钩动作智能跟踪的塔机图像监控

为了对吊钩及重物及时有效地捕捉监控,开发了可智能跟踪塔机吊钩及重物的图像监控系统。首先根据塔机吊绳特点,基于分步概率Hough变换,通过优化设计累加器数组、制定合适的规则进行线段搜索和筛选结果等手段,设计了适用于嵌入式系统的塔机吊绳识别算法;进而通过吊绳末端坐标得到监控图像中的吊钩位置,然后控制云台实现了摄像机对塔机吊钩动作的智能跟踪,从而保证了吊钩及重物始终处于监测视野的中央。实验结果表明该算法可有效识别塔机吊绳,并且运算效率较高,适用于运算能力有限的嵌入式系统。

天车物流跟踪系统在天钢炼钢厂的应用

炼钢过程中的铁水、钢水的运输都是由天车吊运完成的。我厂原有的计量方法是在天车上安装电子秤并配有大屏幕显示器,在吊运过程中由地面专人读数并记录。这样不仅浪费了人力资源,同时人工读数很容易出现误差,而且数据不能自动及时的进入计算机系统。本文介绍的天车物流跟踪系统采用了可靠的无缝定位跟踪技术,可以对炼钢生产所有炉次的主要物料流和数据流进行无人干预的实时自动跟踪。

自动化集装箱码头全自动堆垛机轨道系统研究

全自动堆垛机轨道系统的主要功能在于引导全自动堆垛机高速运行,为大车机构提供连续、平顺和阻力较小的良好运行条件,保证设备平稳运行、精准定位。为了解决轨道基础不均匀沉降以及轨道受到外力产生变形所带来的一系列问题,结合青岛港自动化码头工程实际情况,从轨道基础、轨道类型、轨道扣件、轨道基座等4个方面对全自动堆垛机轨道系统进行了研究。结果表明:为了确保全自动堆垛机可靠运行、高效装卸,要求轨道基础基本无沉降、轨道和轨道扣件具有较强的承载能力、轨道扣件和基座具有很好的减震缓冲性能。研究结论对自动化集装箱码头全自动堆垛机轨道系统的设计具有参考意义。

欠驱动桥式起重机系统控制技术研究

分析了系统动力学建模、非线性特性以及防摆控制方法三方面的研究现状,介绍了包含摩擦力和外界干扰的系统动力学模型和两种控制策略,主要控制方法包括输入整形、轨迹规划、线性控制、无源控制、反步方法、模糊控制、滑模控制和智能控制等。最后对目前控制方法存在的问题进行总结,提出了桥式起重机系统控制的发展方向。

大跨重载箱梁整孔纵、横移施工技术

广州至深圳沿江高速公路机场特大桥跨径布置为16-5×60m+1-4×60m+6-5×60m,共114孔228片60m整孔预制箱梁(先简支后连续形式),边梁重2 390t,中梁重2 384t。该桥箱梁采用陆地预制箱梁、整孔箱梁横移→纵移→栈桥横移的移梁技术、架梁船舶运载箱梁航行架设技术方案,预制场内设置6组横移滑道和1组纵移轨道,采用2套横移台车(箱梁横隔墙施工前采用六点支撑,横隔墙施工后采用四点支撑)和1套纵移台车进行箱梁纵、横移施工。实践表明,该大跨重载箱梁整孔纵、横移施工技术适用于现场大型预制箱梁的顶升和移运。

新型柔性轨道固定系统在铝电解多功能天车中的应用

传统轨道固定系统日益明显的轨道磨损变形、轨道梁破裂弯曲、轨道固定系统失效等弊端对铝电解多功能天车的运行和铝电解车间的生产管理造成很大的影响。为了解决上述问题,通过借鉴现代化港口重载起重机固定系统的成功经验,某公司成功将新型柔性轨道固定系统应用于某电解车间,并对其概况、主要施工工艺及安装进行介绍。新型柔性轨道固定系统应用后,取得了较好的效果,消除了轨道伸缩缝,延长了轨道和轨道梁的使用寿命,避免了常见的固定系统失效问题,缩短了压板的供货周期,提高了施工效率。

32吨轨道吊车液压吊部进油系统的改造与应用

32吨轨道吊车液压吊部进油系统的改造，是为了解决轨道吊车起动后液压系统压力低或无压力以及连续烧损液压油泵的技术难题及事故救援工作的瓶颈。在原系统上加以改造，以液压油泵出油口距扬程700mm液压油箱的管道上加装底阀、并在油泵出口压力端至吊都止回阀之间加装排空阀、压力表和报警指示器装置，以及在底阀和液压油泵之间加装手动油泵，杜绝空腔泵运行．同时增加监控功能，使系统工作更可靠。