橋式卸船機(jī)抓斗搖擺控制機(jī)理與仿真研究.pdf

1、橋式抓斗卸船機(jī)是目前在散貨碼頭中得到廣泛應(yīng)用的裝卸設(shè)備。在卸船作業(yè)過程中，由于小車加減速、負(fù)載升降、風(fēng)及摩擦擾動等因素引起抓斗搖擺。抓斗搖擺影響作業(yè)效率、增加整機(jī)結(jié)構(gòu)負(fù)荷，降低生產(chǎn)安全性。抓斗搖擺控制是實(shí)現(xiàn)抓斗卸船機(jī)自動、高效運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是近幾年研究的熱點(diǎn)。本文以四卷筒差動橋式抓斗卸船機(jī)為研究對象，圍繞抓斗搖擺控制問題，采用理論與數(shù)值仿真手段，對抓斗搖擺控制問題的特點(diǎn)、抓斗搖擺的產(chǎn)生機(jī)理與控制模式以及抓斗搖擺數(shù)值仿真三個方面進(jìn)

2、行了研究。主要研究內(nèi)容如下： ⑴抓斗搖擺控制問題分析。通過對橋式卸船機(jī)抓斗小車驅(qū)動系統(tǒng)及抓斗作業(yè)過程的分析，剖析了抓斗搖擺各個分量以及抓斗搖擺可控性與控制目標(biāo)。通過與典型閉環(huán)控制系統(tǒng)的對比，研究了抓斗搖擺控制問題的特點(diǎn)，表明采用一般控制系統(tǒng)的設(shè)計思想，難以實(shí)現(xiàn)對抓斗搖擺的有效控制。 ⑵抓斗搖擺機(jī)理研究。利用分段求解方法對抓斗搖擺運(yùn)動的微分方程進(jìn)行求解，得到了小車勻加速運(yùn)動時、單次勻加速結(jié)束后勻速運(yùn)動時抓斗搖擺角度響應(yīng)的解

3、析解，進(jìn)而揭示了抓斗搖擺的產(chǎn)生機(jī)理。 ⑶抓斗搖擺控制模式研究。提出了小車分段勻加速的抓斗搖擺控制策略。在最大加速度約束與最大速度約束下，從小車達(dá)到最大速度的時間、抓斗擺角幅值、小車驅(qū)動力做功三個方面，對加速比取不同數(shù)值時的控制效果進(jìn)行了對比分析。最后歸納出四種抓斗搖擺控制模式，以揭示抓斗搖擺控制的內(nèi)在規(guī)律，為抓斗搖擺控制器的設(shè)計提供了理論指導(dǎo)；并總結(jié)了這四種模式的控制特點(diǎn)與控制效果，為在工程實(shí)際中選取合適的控制方法提供了指導(dǎo)。