起重機(jī)吊重偏擺與定位系統(tǒng)的控制研究.pdf

1、橋門式起重機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的物料搬運(yùn)機(jī)械，在車間的產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)運(yùn)、港口的集裝箱碼放以及林區(qū)的原木裝卸等工作中有著廣泛的應(yīng)用。起重機(jī)在作業(yè)的過程中，大、小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變會(huì)使吊重發(fā)生球面擺動(dòng)，這將降低起重機(jī)的吊裝作業(yè)效率和安全性能。
　　本文對橋門式起重機(jī)的吊運(yùn)過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，并根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性提出吊重偏擺和定位的控制方案，在提高起重機(jī)的作業(yè)效率和提高作業(yè)安全性方面具有實(shí)際意義。論文的主要研究內(nèi)容如下:
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2、1)從總體上對起重機(jī)進(jìn)行力學(xué)分析，應(yīng)用拉格朗日方程原理建立大小車同時(shí)運(yùn)行條件下的起重機(jī)吊運(yùn)過程的數(shù)學(xué)模型。模型的分析結(jié)果表明，吊重在大車和小車運(yùn)行平面內(nèi)的擺動(dòng)是不相關(guān)的，從而建立只有小車運(yùn)行條件下的系統(tǒng)模型。對模型進(jìn)行線性化處理得出系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，有一個(gè)振蕩環(huán)節(jié)。
　　(2)在MATLAB/Simulink軟件環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的仿真試驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，吊重在小車的加速階段和制動(dòng)階段做受迫擺動(dòng)，速度呈現(xiàn)周期性交替變化，

3、其定位主要受自身的質(zhì)量大小和鋼絲繩長度的影響。小車制動(dòng)停止后，吊重僅在空氣阻力和鋼絲繩的阻尼作用下達(dá)到完全消除擺動(dòng)需要的時(shí)間較長。
　　(3)采用PID控制和模糊控制理論研究吊重偏擺與定位的控制機(jī)理，分別對兩種控制方法進(jìn)行仿真試驗(yàn):PID控制和模糊控制系統(tǒng)都能控制吊重跟隨小車到達(dá)目標(biāo)位移處并且快速消除吊重的擺動(dòng)。但兩種方法都存在不足之處:PID控制存在位移超調(diào)量大的缺點(diǎn)，對吊重的最大擺角的限制效果也不好;模糊控制缺少對靜態(tài)誤差的消