基于输入整形技术的门座起重机吊重摆动控制研究

发布时间：2023-03-19 00:33

　　门座起重机是港口码头上广泛应用的搬运设备,随着港口物流装备向自动化方向发展,其防摇控制开始受到重视。由于门座起重机属于回转类起重机,其作业过程中的回转运动会使负载产生向外的离心力,导致其防摇控制较桥式起重机更为困难。本文通过建立门座起重机摆动动力学模型,基于输入整形技术设计了其典型运动工况的输入整形控制器,并进行了摆动控制的数值仿真和虚拟样机仿真分析,所做的主要研究工作如下:(1)通过对门座起重机工作机构的分析,建立了其吊重摆动系统的简化物理模型,运用拉格朗日分析力学方法推导了系统的运动微分方程,分析了回转速度对系统固有频率的影响。(2)基于典型输入整形器的基本原理,设计了门座起重机在单变幅和单回转运动工况下的典型输入整形器,提出了考虑回转速度影响的复合运动工况下的最优组合输入整形方案。(3)基于MATLAB/Simulink模块建立了门座起重机吊重摆动系统数值仿真模型,对不同工况下的不同组合输入整形器进行了摆动控制仿真比较,得到了不同工况下的输入整形器的优化选择方案。通过对吊重残余摆角的参数敏感性分析,表明残余摆角对回转角度的变化最为敏感,钢丝绳绳长变化次之,对变幅角度的变化较不敏感...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究目的及意义
    1.2 国内外相关研究现状
        1.2.1 起重机摆动动力学建模国内外研究现状
        1.2.2 起重机摆动控制的国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 门座起重机吊重摆动系统动力学建模
    2.1 模型的假设
    2.2 吊重摆动系统运动微分方程的建立
    2.3 运动微分方程的分析与简化
    2.4 本章小结
第3章 门座起重机吊重摆动控制的典型输入整形器设计
    3.1 典型输入整形方法分析
        3.1.1 输入整形技术原理
        3.1.2 ZV输入整形器原理
        3.1.3 ZVD输入整形器原理
        3.1.4 NZV输入整形器原理
    3.2 门座起重机不同运动工况的输入整形器设计
        3.2.1 单变幅运动工况
        3.2.2 单回转运动工况
        3.2.3 变幅和回转联合运动工况
    3.3 本章小结
第4章 门座起重机吊重摆动控制仿真与参数敏感性分析
    4.1 门座起重机数值仿真模型的建立
    4.2 门座起重机摆动控制仿真
        4.2.1 单变幅运动工况仿真
        4.2.2 单回转运动工况仿真
        4.2.3 变幅和回转联合运动工况仿真
    4.3 吊重摆角敏感性分析
        4.3.1 摆角对变幅位置与绳长变化的敏感性分析
        4.3.2 摆角对回转位置与绳长变化的敏感性分析
    4.4 本章小结
第5章 基于虚拟样机技术的门座起重机吊重摆动控制
    5.1 仿真方案
    5.2 变幅系统运动学分析
        5.2.1 假设吊重水平位移的依据及验证
        5.2.2 臂架俯仰角速度与吊重悬挂点速度关系
        5.2.3 基于Simulink仿真模型的建立
    5.3 基于ADAMS的四连杆门座起重机虚拟样机建模
        5.3.1 基于SolidWorks的起重机三维模型
        5.3.2 基于ADAMS的起重机虚拟样机模型
    5.4 四连杆门座起重机虚拟样机摆动控制仿真
        5.4.1 虚拟样机模型与系统输入准确性的验证
        5.4.2 虚拟样机摆动控制仿真
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3764178