起重船吊物系統(tǒng)的擺動分析及其控制研究.pdf

1、起重船不僅是港口船舶裝卸的重要工具，而且在港建水工作業(yè)、造船工程、橋梁建筑、水下救撈以及各種海洋工程中均具有廣泛的用途。起重船在起吊貨物時，海上波浪的作用會引起船體的運動，導致吊物的擺動加大，給起吊操作帶來危險，有時被迫中止起吊作業(yè)。 本文研究起重船上的吊桿起重機工作時，吊物的擺動分析及其控制。利用延時定位反饋的概念來開發(fā)出一種新的控制系統(tǒng)，減小起重船上吊物的擺動，使得本來不能進行起吊作業(yè)的海況下可以進行貨物的起吊與運送。

2、 1.起重船作業(yè)時，船體因受到海浪作用而發(fā)生的運動與吊物的運動相互耦合，這使得研究吊物系統(tǒng)的動力問題復雜化。本文忽略了吊物運動對船體的影響，假定吊桿上的吊物點P處由于船體運動而產(chǎn)生的運動為已知，并將它們作為對吊物系統(tǒng)的基礎(chǔ)激勵。本文重點是將吊物系統(tǒng)簡化為球擺模型，推導了平面內(nèi)、平面外的耦合非線性運動方程組。研究吊點激勵對該系統(tǒng)產(chǎn)生的最危險的情況(稱極端情況)的存在以及吊物系統(tǒng)的動力響應，并進行了分析討論，得出非常有益的結(jié)論。

3、2.研究延時定位反饋控制理論，明確其原理，同時討論了它的穩(wěn)定區(qū)域；并提出將這種控制方法用在起重船吊物擺動的控制上。 3.根據(jù)延時定位反饋控制器的要求，結(jié)合起重船吊物擺動的特點，設(shè)計了延時定位反饋控制器。 4.為了驗證延時定位反饋控制器的可行性，本文以T-ACS起重船為例進行了計算機模擬。結(jié)果表明，設(shè)計合理的延時定位控制器，可以明顯的減小吊物的擺動幅度。 本文通過對起重船吊物系統(tǒng)的動力分析，給出了吊物擺動角的非線性