基于PCC的港口吊装过程防摇控制系统设计
发布时间：2021-08-13 00:39
吊重摆动是港口吊装作业过程中普遍存在的问题,摆动问题不仅会影响吊装作业的工作效率还会增加吊装过程中的安全隐患。本课题的主要内容是设计防摇控制器对吊装作业过程中小车的运动进行控制,抑制吊重摆动的产生。本文在对港口吊装过程进行分析的基础上,总结归纳出了导致吊重摆动产生的主要原因,并针对性的提出了开环防摇和闭环防摇这两种不同的防摇控制策略。对港口吊装过程进行简化,运用拉格朗日方程求得小车吊重系统的动力学模型,并由此推导出系统的传递函数和状态方程。设计以内环控制吊重摆角,外环控制小车位置为目的的双闭环PID防摇控制器,实现对吊重摆角和小车位置的同步控制。引入模糊控制器对内环PID控制器的三个系数进行修正,提高闭环防摇控制系统的控制精度。运用五次多项式提前规划吊重的摆角曲线,设计基于轨迹规划的前馈防摇控制器,编写Function函数在Simulink中进行仿真实验,对仿真结果进行对比分析。在Automation Studio软件中完成防摇控制软件的开发工作,设计伺服电机驱动程序和IMA通讯程序,运用Automation Studio Target for Simulink将在Simulink中设...
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
港口常
第二章港口吊装过程分析8第二章港口吊装过程分析岸边桥式起重机和门式起重机是最为常见的港口吊装设备，二者虽然在机械结构上存在一定的差异，但是其吊装货物的过程以及出现摇摆问题的原因却是相同的。因此本课题在后续的研究过程中均以超巴拿马型岸边桥式起重机吊装货物的过程作为研究对象，并在此基础上完成系统建模、防摇控制器的设计以及防摇控制软件开发等后续工作。2.1岸桥机械系统分析起升机构、俯仰机构、支撑架构、小车搬运系统和大车行走系统是岸桥机械系统的五大组成部分[19]，岸桥机械部分的结构简图如图2-1所示。图2-1岸边桥式起重机结构简图Fig2-1Structurediagramofquaysidebridgecrane图2-1中R0为外伸距、Rb为后伸距、Hu为轨上起升高度、Hd为轨下起升高度、Chp为门框联系横梁下的净空高度、S为轨距、Cwp为门框内净宽度、Mb为岸桥总宽度[20]。岸桥在搬运货物的过程中吊重主要在水平方向和垂直方向两个方向进行移动，其中水平方向的最大移动距离为R，垂直方向的最大移动距离为H，二者的计算公式如下：=0++（2-1）=+（2-2）
中国石油大学（华东）工程硕士学位论文112.3吊装过程产生摇摆的原因分析在吊装货物的过程中风的干扰、司机的操作不当、外力因素造成的碰撞均可能会造成吊重的摇摆，其中在小车启动和制动阶段摇摆问题尤为明显，这也是吊装过程防摇要解决的关键问题之一。图2-3小车加速过程状态图Fig2-3Statediagramofcaraccelerationprocess如图2-3所示，在小车启动的过程中，由于连接小车与吊重的钢索柔性较强，在小车加速阶段受惯性的影响，吊重的运动会滞后于小车的运动，从而会出现摆角逐渐增大的情况。当小车的速度达到最大值并进入匀速行驶状态时（此时小车的加速度重新为0），将会出现加速过程中的最大摆角（方向为顺时针方向），在此之后受重力的作用吊重将向平衡位置运动，在出现几次来回摆动之后吊具将再次回到平衡位置。图2-4小车减速过程状态图Fig2-4Statediagramofthedecelerationprocessofacar
本文编号：3339385
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
港口常
第二章港口吊装过程分析8第二章港口吊装过程分析岸边桥式起重机和门式起重机是最为常见的港口吊装设备，二者虽然在机械结构上存在一定的差异，但是其吊装货物的过程以及出现摇摆问题的原因却是相同的。因此本课题在后续的研究过程中均以超巴拿马型岸边桥式起重机吊装货物的过程作为研究对象，并在此基础上完成系统建模、防摇控制器的设计以及防摇控制软件开发等后续工作。2.1岸桥机械系统分析起升机构、俯仰机构、支撑架构、小车搬运系统和大车行走系统是岸桥机械系统的五大组成部分[19]，岸桥机械部分的结构简图如图2-1所示。图2-1岸边桥式起重机结构简图Fig2-1Structurediagramofquaysidebridgecrane图2-1中R0为外伸距、Rb为后伸距、Hu为轨上起升高度、Hd为轨下起升高度、Chp为门框联系横梁下的净空高度、S为轨距、Cwp为门框内净宽度、Mb为岸桥总宽度[20]。岸桥在搬运货物的过程中吊重主要在水平方向和垂直方向两个方向进行移动，其中水平方向的最大移动距离为R，垂直方向的最大移动距离为H，二者的计算公式如下：=0++（2-1）=+（2-2）
中国石油大学（华东）工程硕士学位论文112.3吊装过程产生摇摆的原因分析在吊装货物的过程中风的干扰、司机的操作不当、外力因素造成的碰撞均可能会造成吊重的摇摆，其中在小车启动和制动阶段摇摆问题尤为明显，这也是吊装过程防摇要解决的关键问题之一。图2-3小车加速过程状态图Fig2-3Statediagramofcaraccelerationprocess如图2-3所示，在小车启动的过程中，由于连接小车与吊重的钢索柔性较强，在小车加速阶段受惯性的影响，吊重的运动会滞后于小车的运动，从而会出现摆角逐渐增大的情况。当小车的速度达到最大值并进入匀速行驶状态时（此时小车的加速度重新为0），将会出现加速过程中的最大摆角（方向为顺时针方向），在此之后受重力的作用吊重将向平衡位置运动，在出现几次来回摆动之后吊具将再次回到平衡位置。图2-4小车减速过程状态图Fig2-4Statediagramofthedecelerationprocessofacar
本文编号：3339385
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