桥式起重机防摇摆控制方法研究
发布时间：2020-07-27 11:01
【摘要】：随着生产与建设规模的不断扩大,自动化程度的不断提高,作为物料搬运的起重机械在现代化生产和建设过程中应用越来越广泛。由于钢丝绳是柔性的,桥式起重机运行时,吊物会产生类似单摆的晃动,影响起重机运行的安全和稳定。目前,大多数的吊物防摇操作仅依靠起重机操作员的经验,已经无法适应当今起重机的发展需求。桥式起重机吊物的自动防摇摆技术具有很大的市场需求,该技术对提高工作效率,减少安全隐患具有很重要的实际意义。主要研究工作有以下内容:(1)从电气控制和机械控制两个方向研究桥式起重机防摇摆方法。在电气控制方面,利用拉格朗日方程,建立起重机吊物系统的动力学方程,结合PID控制理论和模糊控制理论,设计了PID控制器和模糊PID控制器;(2)对两种控制器进行仿真模拟,达到了PID控制器和模糊PID控制器都能取得较好的控制效果。通过对比这两种控制器仿真模拟出的控制图形,进一步发现模糊PID控制器比PID控制器有更好的可行性和较强的鲁棒性;模糊PID控制更适合对桥式起重机防摇摆的研究。(3)在机械控制方面,利用桥式起重机自身结构的刚性防摇的原理,设计了伸缩筒防摇装置和导向柱刚性防摇装置。经过应用后,发现机械防摇装置能够达到桥式起重机防摇的目的,特别是对运行速度慢,起升高度低的桥式起重机防摇效果明显,但对运行速度快,起升高度高的桥式起重机防摇效果不明显。因此,机械式防摇装置在一定条件下可应用于桥式起重机防摇领域。论文所研究的电气控制和机械控制都能对桥式起重机防摇起到作用,有助于提高桥式起重机的工作效率和节省时间成本,对推动桥式起重机朝着自动化和智能化方向发展有重要的作用。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH215
【图文】：
题背景与意义革开放以来，我国经济高速发展，“一带一路”战略促使基础建设类工程随着生产与建设规模的不断扩大，自动化程度的不断提高，作为物料搬现代化生产和建设过程中应用越来越广泛，对起重机械的要求也越来越向着大型化、自动化、专业化和精确化趋势发展。起重机械作为一种特安全、高效和稳定的运行是很重要的。厂房内桥式起重机搬运重物为例，如图 1-1 所示。工厂厂房内设备安装设备仪器等重物。从挂钩搬运到脱钩卸载，整个过程的顺利进行取决于高效的吊装原料，起重机安全高效的吊装将很大程度上提升设备安装检为了提高起重机的吊装效率，有些厂房的桥式起重机提高了大、小车行，整机工作级别也达到了 A7 级别。虽然起重机运行速度加快了，但起是提不上来，最后发现是起重机卸料时，重物摆动幅度大，不能准确放费不少时间，限制了起重机的吊装效率。
5图 1-2 PID 研究路线框架图（2）以下是各章完成的主要工作：第一章分析了桥式起重机防摇摆技术的背景和意义，归纳了三类现有防摇摆控制方法，研究了国内外电气控制防摇摆的发展状况，归纳了桥式起重机的发展方向。第二章分析总结了三种常见的电气控制算法：PID 控制算法，模糊控制算法和粒子群算法，简单介绍了它们具体的实现方法。第三章对桥式起重机系统进行了动力学研究后，采用拉格朗日动力方程，推导出非线性三维动力学模型。由于桥式起重机大车运行机构和小车运行机构是两个独立的系统，进而将三维动力学模型简化成二维动力学模型，并验证了起重机系统的稳定性。第四章研究了桥式起重机电气控制防摇摆的方法，基于 PID 和模糊控制理论，设计 PID 控制器和模糊 PID 控制器，并利用 MATLAB 仿真软件对两种控制器进行了验
浙江工业大学硕士学位论文（专业型）第 2 章常见的控制算法D 控制算法 控制是一种闭环反馈控制算法，在工业生产制造过程中，常常采用这PID 控制算法具有可靠性高、应用面广和适应性强的特点。虽然计算机，新的控制方式不断出现，但 PID 控制结构简单、稳定性好、工作可靠有举足轻重的作用。 控制器由偏差的比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成可理解为当设定值与反馈值有偏差时一次调整多少；积分单元（I）可的频率，只要有偏差存在，积分控制器的输出就要改变，也就是说积分只有偏差不存在时，积分才会停止；微分单元（D）可理解为超前控制要适用于基本上线性且动态特性不随时间变化的系统。图2-1为其系统原
本文编号：2771754
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH215
【图文】：
题背景与意义革开放以来，我国经济高速发展，“一带一路”战略促使基础建设类工程随着生产与建设规模的不断扩大，自动化程度的不断提高，作为物料搬现代化生产和建设过程中应用越来越广泛，对起重机械的要求也越来越向着大型化、自动化、专业化和精确化趋势发展。起重机械作为一种特安全、高效和稳定的运行是很重要的。厂房内桥式起重机搬运重物为例，如图 1-1 所示。工厂厂房内设备安装设备仪器等重物。从挂钩搬运到脱钩卸载，整个过程的顺利进行取决于高效的吊装原料，起重机安全高效的吊装将很大程度上提升设备安装检为了提高起重机的吊装效率，有些厂房的桥式起重机提高了大、小车行，整机工作级别也达到了 A7 级别。虽然起重机运行速度加快了，但起是提不上来，最后发现是起重机卸料时，重物摆动幅度大，不能准确放费不少时间，限制了起重机的吊装效率。
5图 1-2 PID 研究路线框架图（2）以下是各章完成的主要工作：第一章分析了桥式起重机防摇摆技术的背景和意义，归纳了三类现有防摇摆控制方法，研究了国内外电气控制防摇摆的发展状况，归纳了桥式起重机的发展方向。第二章分析总结了三种常见的电气控制算法：PID 控制算法，模糊控制算法和粒子群算法，简单介绍了它们具体的实现方法。第三章对桥式起重机系统进行了动力学研究后，采用拉格朗日动力方程，推导出非线性三维动力学模型。由于桥式起重机大车运行机构和小车运行机构是两个独立的系统，进而将三维动力学模型简化成二维动力学模型，并验证了起重机系统的稳定性。第四章研究了桥式起重机电气控制防摇摆的方法，基于 PID 和模糊控制理论，设计 PID 控制器和模糊 PID 控制器，并利用 MATLAB 仿真软件对两种控制器进行了验
浙江工业大学硕士学位论文（专业型）第 2 章常见的控制算法D 控制算法 控制是一种闭环反馈控制算法，在工业生产制造过程中，常常采用这PID 控制算法具有可靠性高、应用面广和适应性强的特点。虽然计算机，新的控制方式不断出现，但 PID 控制结构简单、稳定性好、工作可靠有举足轻重的作用。 控制器由偏差的比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成可理解为当设定值与反馈值有偏差时一次调整多少；积分单元（I）可的频率，只要有偏差存在，积分控制器的输出就要改变，也就是说积分只有偏差不存在时，积分才会停止；微分单元（D）可理解为超前控制要适用于基本上线性且动态特性不随时间变化的系统。图2-1为其系统原
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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本文编号：2771754
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