海上過駁平臺(tái)起重機(jī)吊重?cái)[角檢測(cè)與防擺控制研究.pdf

1、海上過駁平臺(tái)起重機(jī)作為物流轉(zhuǎn)運(yùn)的重要轉(zhuǎn)載設(shè)備，其轉(zhuǎn)載效率的高低直接影響海上開采的效率和物流轉(zhuǎn)運(yùn)行業(yè)的發(fā)展。然而，海上過駁平臺(tái)起重機(jī)采用鋼絲繩來(lái)吊裝或轉(zhuǎn)運(yùn)貨物，在其俯仰、回轉(zhuǎn)及起升的變速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行作業(yè)的過程中不可避免的會(huì)引起吊重的擺動(dòng)。這種擺動(dòng)不僅會(huì)降低起重機(jī)的作業(yè)效率，造成貨物的損壞，也對(duì)作業(yè)人員的人身安全構(gòu)成威脅。為了提高海上過駁平臺(tái)起重機(jī)作業(yè)的裝卸效率，以及保證作業(yè)過程中的安全性，對(duì)起重機(jī)吊重?cái)[角實(shí)時(shí)檢測(cè)和抑制起重機(jī)作業(yè)過程中吊重的擺

2、動(dòng)成了海上過駁平臺(tái)起重機(jī)安全與高效運(yùn)行的關(guān)鍵。本文就海上過駁平臺(tái)起重機(jī)吊重?cái)[角檢測(cè)與防擺控制開展研究，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)起重機(jī)吊重?cái)[動(dòng)，并有效抑制吊重?cái)[動(dòng)。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下：
　　1.海上過駁平臺(tái)起重機(jī)吊重?cái)[動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析。采用拉格朗日方程建立海上過駁平臺(tái)起重機(jī)吊重?cái)[動(dòng)的數(shù)學(xué)模型；在MATLAB/Simulink環(huán)境下進(jìn)行仿真分析，分別分析定繩長(zhǎng)下和變繩長(zhǎng)下起重機(jī)俯仰運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)吊重?cái)[動(dòng)的影響，掌握起重機(jī)吊重?cái)[動(dòng)特征，并驗(yàn)證了數(shù)學(xué)

3、模型的正確性，為吊重?cái)[角檢測(cè)裝置以及防擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　2.起重機(jī)吊重?cái)[角檢測(cè)方法研究。綜合考慮海上過駁平臺(tái)起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的俯仰運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)吊重?cái)[角檢測(cè)的影響，提出了海上過駁平臺(tái)起重機(jī)吊重?cái)[角檢測(cè)新方法；首先通過采用兩組高速激光掃描儀設(shè)計(jì)吊重?cái)[角檢測(cè)裝置，然后根據(jù)起重機(jī)俯仰運(yùn)動(dòng)角度變化調(diào)節(jié)安裝在起重機(jī)吊臂上的吊重?cái)[角檢測(cè)裝置的角度，使得吊重?cái)[角檢測(cè)裝置處于水平位置，然后通過吊重?cái)[角檢測(cè)裝置內(nèi)的兩組高

4、速激光掃描儀形成的檢測(cè)平面與吊臂頂端組成三維空間對(duì)吊重的擺角進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)海上過駁平臺(tái)起重機(jī)吊重?cái)[角的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
　　3.起重機(jī)吊重防擺模糊控制器設(shè)計(jì)。提出了適合海上過駁平臺(tái)起重機(jī)吊重防擺的速度和位置雙跟蹤模糊控制器設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了海上過駁平臺(tái)起重機(jī)吊重防擺控制器，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的吊重防擺模糊控制器能實(shí)現(xiàn)起重機(jī)俯仰運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的吊重防擺控制，使得起重機(jī)吊重到達(dá)目標(biāo)位

5、置的同時(shí)能夠抑制擺動(dòng)。
　　4.起重機(jī)吊重?cái)[角檢測(cè)裝置與防擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)?；谖鏖T子S7-300PLC，通過硬件選型和軟件編程，完成了起重機(jī)吊重?cái)[角檢測(cè)裝置與防擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　通過調(diào)試實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：本文所設(shè)計(jì)的起重機(jī)吊重?cái)[角檢測(cè)裝置與防擺控制系統(tǒng)在起重機(jī)工作過程中，依據(jù)吊重?cái)[角檢測(cè)結(jié)果，通過變頻調(diào)節(jié)起重機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到了預(yù)期的防擺控制效果。起重機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)角度誤差控制在±0.1deg以內(nèi)，吊重的最大擺角控制在±8d