动臂塔式起重机吊重防摆控制研究

发布时间：2017-09-08 03:25

  本文关键词：动臂塔式起重机吊重防摆控制研究

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【摘要】：动臂塔式起重机作业时,由于吊重与臂头通过钢丝绳柔性连接,会引起吊重的周期性摆动,不利于吊重的快速定位和工作效率的提高,同时增加了工作的危险性。为了使塔机能够安全作业、提高生产效率,有效的吊重防摆控制器的设计具有重要意义。 本文以实际研究开发的1600t·m动臂塔式起重机为研究对象,在分析了国内外研究现状及存在的问题的基础上,对吊重的防摆控制进行了相关的研究,论文主要工作包括以下几个方面： (1)分析了动臂塔式起重机变幅及回转运动的工作原理,利用拉格朗日方程和牛顿经典力学两种方法建立了吊摆机构的数学模型,通过比较二者的区别验证了建模的准确性。建立了变幅和回转液压系统模型,分析了负载对液压马达输出速度的影响。 (2)提出了误差渐近补偿防摆控制方法,分析了误差渐近补偿原理。对变幅工况下误差渐近补偿控制方法的稳定性进行了分析,得到了控制系统稳定性条件及误差补偿系数的物理意义。 (3)设计了误差渐近补偿控制器及位置控制器,分别控制吊绳的摆角,变幅及回转的位置。根据动臂塔机臂架变幅加速度与回转加速度的要求,采用变补偿系数控制方法,保证在消除吊绳摆角的同时,动臂塔机能够平稳运行。 (4)建立了系统的Simulink仿真模型,根据动臂塔机的实际工作情况选取了各仿真参数,在不同的臂长、绳长及不同的工况下,通过对控制系统的仿真验证了误差渐近补偿控制器防摆控制的有效性。对仿真结果进行了分析对比,根据仿真结果,对系统的反馈环节进行了优化改进。
【关键词】：动臂塔式起重机 吊重防摆 误差渐近补偿
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 吊重防摆控制的国内外研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-11
• 1.2.2 国内研究现状11
• 1.3 本文的主要内容11-13
• 2 动臂塔式起重机数学模型的建立13-30
• 2.1 动臂塔式起重机的工作原理13-14
• 2.2 系统数学模型的建立14-29
• 2.2.1 吊摆机构建模15-18
• 2.2.2 变幅系统的中间速度转换机构建模18-20
• 2.2.3 变幅液压系统建模20-27
• 2.2.4 回转液压系统建模27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 3 误差渐近补偿控制方法及控制器的设计30-46
• 3.1 误差渐近补偿控制方法30-31
• 3.2 变幅运动吊重防摆控制器的设计31-39
• 3.2.1 反馈信号的设计计算31-33
• 3.2.2 稳定性分析33-36
• 3.2.3 补偿系数λ_b的选择36-39
• 3.3 回转及复合运动吊重防摆控制器的设计39-42
• 3.4 控制策略的设计42-45
• 3.4.1 变幅工况下的控制策略42-43
• 3.4.2 回转工况下的控制策略43-44
• 3.4.3 复合工况下的控制策略44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 4 控制系统Simulink模型的建立与仿真研究46-65
• 4.1 控制系统仿真模型的建立46-50
• 4.2 仿真实验与结果分析50-64
• 4.2.1 吊绳初始状态的选择50-52
• 4.2.2 变幅工况下的仿真结果与分析52-58
• 4.2.3 回转工况下的仿真结果及分析58-62
• 4.2.4 复合工况下的仿真结果及分析62-64
• 4.3 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况70-71
• 致谢71-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 李伟,吕景惠;起重机线性二次型最优消摆控制[J];电气传动;2003年02期

2 李伟;;基于动态误差最小的起重机最优消摆控制[J];电气自动化;2002年05期

3 王伟,易建强,赵冬斌,刘殿通;桥式吊车系统的分级滑模控制方法[J];自动化学报;2004年05期

4 李纲;;国内火电建设大型动臂式塔机应用情况综述[J];建设机械技术与管理;2008年08期

5 李伟,张桂青,陈鹏;基于时间最优的起重机消摆控制策略[J];山东工业大学学报;1998年02期

6 李伟;起重机载荷摆振模型的简化条件及误差[J];山东建筑工程学院学报;1998年02期

7 李伟,张桂青;起重机最优消摆对策[J];山东建筑工程学院学报;1998年03期

8 周勇,黎钧琪;集装箱起重机的模糊防摇控制[J];交通科技;2003年01期

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本文编号：811598