多卷扬起升机构均载控制性能仿真

发布时间：2017-04-12 05:14

  本文关键词：多卷扬起升机构均载控制性能仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的快速发展,国家基础设施建设规模的增大,施工过程中要求的吊装质量越来越大。目前石油、风电、化工、核电等大型工程建设为提高工程质量,一般采用更为先进的模块化施工技术,其吊装作业需要千吨级以上的起重机才能完成。起重机的吨位越来越大,已经是行业发展的必然趋势。 起升机构是起重机重要的组成部分之一,用于吊重的起升和降落。起升机构的工作能力,直接决定了起重机的起重量。由于机构和液压元件的限制,千吨级以上的起重机,起升机构已需要多卷扬同时进行工作。多卷扬形式的起升机构,卷扬的同步性能直接决定了各个卷扬子系统能否均载,对整机的安全性能至关重要。 本文以3600t起重机的起升机构为对象,研究多卷扬机构的同步控制问题。首先根据机构要求,拟定起升机构的液压系统原理,确定液压相关参数；其次分析导致卷扬不均载的因素,确定多卷扬机构的控制策略；最后对起升过程进行仿真分析,验证控制策略的有效性。 起升机构工作时,由于不同卷扬钢丝绳先后换层导致钢丝绳变动量不同,卷扬存在受载不均的情况,而传统以马达转速为控制目标的控制策略,无法解决这一问题。本文以外侧卷扬吊钩滑轮组高度、内侧卷扬液压系统压力为控制目标,采用多目标PID并联控制方法,添加相应的辅助控制(在适当时刻屏蔽PID控制器,以避免控制器发生饱和)。 多卷扬起升机构的动作涉及动力学、液压及控制等领域,用传统的计算方式难以获得准确的结果。本文基于虚拟样机技术,采用机液联合仿真方法,建立起升机构动力学模型、液压系统模型和控制模型,对单卷扬换层、多卷扬换层、吊钩初始状态非水平、排量信号干扰及空中急停等工况进行仿真分析。仿真结果表明,在本文确定的控制策略下,合理的控制参数设定,能使控制模型在干扰发生后迅速响应,将吊钩横梁的水平度保持在0.033°以内,各卷扬系统压力保持稳定；在换层工况下,钢丝绳出现轻微偏载,能限制最大钢丝绳载荷不超过平均载荷的7.9%;其它工况下,钢丝绳无超载现象发生。 本文的研究方法和结论,可为大吨位起重机起升机构的计算分析和安全控制提供参考和借鉴。
【关键词】：大吨位起重机 起升机构 多卷扬 联合仿真 PID控制
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究背景9
• 1.2 国内外大吨位起重机发展现状9-11
• 1.2.1 国外发展现状9-11
• 1.2.2 国内发展现状11
• 1.3 多卷扬起升机构11-13
• 1.3.1 起升机构介绍11-12
• 1.3.2 多卷扬起升机构的引入与研究12-13
• 1.4 论文的研究意义13-15
• 1.5 论文研究内容和技术路线15-16
• 1.5.1 论文的研究内容15
• 1.5.2 论文的研究方法和技术路线15-16
• 2 起升机构液压系统及参数确定16-21
• 2.1 起升机构液压原理16-17
• 2.2 参数确定17-20
• 2.2.1 钢丝绳、卷筒、减速器参数确定17-19
• 2.2.2 马达、泵参数确定19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 控制策略的制定21-30
• 3.1 多卷扬均载控制原理及控制策略研究21-24
• 3.1.1 控制变量和控制目标确定21-23
• 3.1.2 控制模式选择23-24
• 3.2 多目标PID并联控制24-27
• 3.2.1 PID控制原理介绍24-26
• 3.2.2 多目标PID并联控制26-27
• 3.3 PID分离辅助控制27-29
• 3.4 本章小结29-30
• 4 联合仿真模型的建立30-52
• 4.1 动力学模型建模31-41
• 4.1.1 ADAMS软件概述31-32
• 4.1.2 几何模型建立32-35
• 4.1.3 传递变量定义35-39
• 4.1.4 控制参数导39-41
• 4.2 液压模型建模41-47
• 4.2.1 MTALAB的Simulink/Simscape仿真平台41-43
• 4.2.2 液压模型建立43-47
• 4.3 控制模型建模47-51
• 4.3.1 多PID并联控制模型47-50
• 4.3.2 PID分离辅助控制模型50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 多卷扬起升机构同步控制仿真与结果分析52-68
• 5.1 联合仿真平台建立及控制参数设置52-55
• 5.2 仿真结果分析55-67
• 5.3 本章小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-71
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况71-72
• 致谢72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 李泽松,寇子明;A4VG系列变量泵伺服机构动态特性分析[J];煤矿机电;2005年02期

2 邱杰,原渭兰;数字计算机仿真中消除代数环问题的研究[J];计算机仿真;2003年07期

3 黄卉,程顺;电液比例技术发展趋势微探[J];机床与液压;2002年01期

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本文编号：300790