船舶液压起重机基于延迟反馈控制的吊重消摆

由于操纵和工作环境的变化,起重机的吊重在工作过程中会产生摆动,这种摆动降低了起重机的工作效率和安全性能。文章以集美大学轮机工程实验中心船舶液压起重机为研究对象,采用机电液仿真建模技术及拉格朗日方程,在Matlab Simulink仿真软件平台上,建立起重机操作液压系统及吊重摆动模型,采用与试验数据对比的方法对所建立的模型进行验证。设计基于吊重摆动位置延迟反馈的控制器,通过将延迟反馈信号叠加到操作信号上的方法实现吊重的消摆控制。结果表明,在各种操作情况下,延迟反馈控制器均能很好地抑制吊重的摆动。     

船舶起重机状态测量与吊重摆动控制

针对船舶液压起重机工作时吊重产生摆动的问题,提出基于起重机操纵比例伺服阀的吊重摆动控制的方法。设计并完成起重机工作状态测量传感器。完成基于时间延迟反馈控制策略的吊重摆动控制器的设计。实验结果表明：通过在起重机操纵比例伺服阀上叠加时间延迟反馈控制器信号的方法,可以使吊重的摆动快速衰减到0.5度以内。     

基于MATLAB的起重机吊重二自由度摆角模型动态仿真

起重机在运行中由于存在起升、变幅、运转等过程而引起吊重的大幅度摆动。根据广义坐标下的拉格朗日方程,建立吊重摆动的非线性动力学二自由度摆角模型。分析结果表明,起吊速度及吊索长度等因素在吊重非线性动力学模型中存在着重要影响。经过MATLAB仿真分析,当改变吊重起落时的吊索长度与升降速度可以在一定程度上缓解吊重摆角,对起重机安全作业及效率的提高有一定的指导意义。     

起吊系统在规则波作用下动态仿真分析

以起重船在海上起吊作业为背景,建立了吊重系统三维非线性运动学模型。分析了吊重系统在规则波作用下的摆动特性。采用数值仿真软件对时域非线性分析进行求解,讨论了波向、波浪频率以及升降速度对吊重摆角和吊索张力的影响。得到的结论可用于吊重系统摆动的预测与控制,可供设计者参考。     

桥式起重机大车运行机构动态仿真分析

建立桥式起重机虚拟工作环境下的动态仿真分析模型，并对吊重在大车运行过程中动载进行了计算分析，得到了吊重的偏摆运动学方程及对整机系统的阻力方程，以桥式起重机实例为研究对象，应用ADAMS进行仿真分析，仿真结果验证了大车运行过程中的动载计算方程，也再现了大车运行过程的真实模拟。     

船用起重机开闭式液压系统的仿真分析比较

为比较船用起重机开、闭式液压系统的性能差异,以30t/28m船用起重机为研究对象,应用AMESim仿真平台分别建立开、闭式液压系统中起升回路的仿真模型,对其在最大工作幅度28m、起吊额定载荷30t工况进行仿真分析,结果表明,闭式液压系统能够回收电动机反馈制动产生的电能,系统效率和起吊重物时的压力冲击高于开式液压系统,两者对机械结构的冲击基本一致。     

船用起重机伸缩套管减摇装置原理和实验

针对船用起重机在海上作业过程中,由于悬挂重物的钢丝绳属于柔性件,加上风、浪等海洋环境载荷的影响,使得负载产生摆动。基于起重机海上作业时吊物的摇摆,设计开发了一种新型船用起重机伸缩套管减摇装置,利用套管的刚性约束来减小吊索的摇摆幅度,利用万向力矩结构减轻套管的受力,套管通过万向力矩运动时,依靠弹簧阻尼来存储释放能量,减少吊重的摆幅。介绍了伸缩套管装置的结构和原理,建立船、起重机、伸缩套管的数学模型,并利用Adams建立仿真模型进行运动学分析,得出伸缩套管装置具有明显的减摇效果,同时通过搭建实验平台进行实际实验,验证了伸缩套管装置在实际应用中的也具有显著的减摇效果。     

港口起重机操作模拟器

为使起重机的操作培训工作不依赖于实机作业，以达到安全、经济、高效的目的，笔应用计算机实时仿真模拟技术，开发了集机-电-液于一体的多功能港口起重机操作模拟器。该模拟器以三维动画模拟岸边集装箱起重机和轮胎式门式起重机的工作过程和天气条件，以6自由度液压伺服振动台模拟司机室振动，采用工业控制计算机和建立在Windows平台上的FIX工业自动化软件进行数据采集、监控和处理。该模拟器具有技术领先、场景逼真、动感强劲、实用性强等特点。     

一种新型船用吊机防晃装置及非线性动力学分析

针对深水吊装作业摆动抑制问题，设计了一种新型船用吊机防晃装置，采用仿真建模技术及拉格朗日方程，在Simulink仿真软件上，建立船用吊机防晃装置非线性动力学模型，得到了在不同拉力、吊索长度、波浪频率下吊物运动角度时程响应。结果表明，有防晃装置的情况下吊物的位移可减小80%左右，新型船用吊机防晃装置具有明显的消摆作用。     

船用起重机减摇控制系统设计与试验研究

针对起重机吊重摇摆的抑制问题,设计一种船舶起重机减摇系统,减小起重机作业过程中吊重产生的摆动,对提升起重机的作业效率及安全性有重要的意义。此外,针对带折叠减摇臂式船用减摇起重机装置提出一套控制方案,并通过试验验证其综合减摇效果达到60%以上,充分验证了该控制方案的正确性和可行性。     

基于ARM的回转式起货机安全监控系统的研发

工作状态的监控是保障回转式起货机安全工作的重要手段。采用ARM9系列的S3C2440处理器及Linux操作系统作为控制核心,采用液晶触摸屏及Mini GUI设计图形界面作为人机交互,完成了实验室的船舶液压起货机安全监控系统的开发。经现场测试表明:该系统人机交互友好,能实现起重量、工作半径等多个状态参数的实时检测与显示,可根据起重量等级进行报警或停机保护处理。     

基于C#的船舶液压舵机系统动态仿真

根据船舶液压舵机系统的工作原理和实船舵机系统的相关参数,建立船舶液压舵机系统的数学模型,在此基础上开发基于C#及GDI+技术的船舶液压舵机系统仿真软件,完成船舶液压舵机系统工作过程的动态仿真,实现实时数据显示,操作响应等功能。     

舰载特种起重机的时间-能量综合最优控制

舰载特种起重机是我国正在研制开发的多关节、可折叠式船用起重机。研究它的高效节能运行模式，也就是时间－能量综合最优控制意义重大，本文通过引入加权变量得到舰载特种起重机的时间－能量综合最优性能指标，证明了综合最优解的结构，并进一步提出了“预测平均动态理论”概念，应用此理论处理了舰载特种起重机的非线性和耦合，最终设计了反馈形式的时间－能量综合最优控制器。仿真的结果验证了此设计方法的正确有效性。     

舰船液压起重机波浪补偿消摆控制技术研究

舰船上的液压起重机工作在动态颠簸过程中,很容易受到波浪的影响造成摇摆。为此提出一种小区域分区进化算法来解决舰船液压起重机波浪补偿消摆控制问题。在控制算法中引入排挤因子,利用控制数据中的相互约束作用形成小的控制单元,以此来提高收敛的速度,维持控制过程的快速性,保证控制精度。实验表明,这种方法能够有效解决舰船液压起重机波浪补偿消摆控制问题,保证了船舶机械自动控制的准确性。     

船舶起货机PLC复合控制的实现

船舶起货机是船舶甲板机械最重要的设备之一.通过对船舶起货机所需性能的定量信息和现有设备的完整描述,分析了船舶起货机的起升、变幅和旋转三个主要机构的运行特点.采用SIEMENS的变频模块MICROMASTER440、交流伺服模块FM354和步进模块FM353分别实现了起货机的起升、变幅和旋转复合控制.功能模块的变频、步进与伺服、以及上位机、人机界面TP270通过PROFIBUS现场总线互连在一起,实现了集中控制与管理.船舶起货机PLC复合控制系统功能完备、扩展方便、具有很高的可靠性.     

回转起重机防摇试验台设计研究

针对回转起重机摆动抑制问题,提出一种吊盘式机械防摇系统,其基本思想为：在吊物上方装一个吊盘,通过吊盘阻碍吊物的单摆运动,减小摆动幅度。针对提出的吊盘式机械防摇系统,进行了回转起重机防摇试验台设计研究。首先进行了试验台的三维结构设计、电气系统设计,然后进行了试验台的加工、组装和调试,最后进行了试验台控制程序的开发,完成试验台的搭建工作。     

液压回转系统仿真

利用Amesim软件,对克令吊回转机构的液压系统进行了物理建模,根据启动、制动工况设置了不同参数并进行批处理仿真,对仿真结果进行了分析,仿真结果可为克令吊回转机构液压系统的设计提供参考。     

船用起重机减摇控制系统设计与试验研究

随着航运业发展,追求效率的今天,船舶起重机越来越广泛的用于船与船、船与岸之间的货物装卸,成为深远海工程作业不可或缺的装备之一。由于船舶受到风、浪、流、涌等海洋环境载荷的影响,起重机的吊重会出现较大的摇晃,进而影响起重机的作业效率和安全性,严重时还将会导致严重的安全事故和环境污染,造成生命财产损失。因此,针对起重机吊重摇摆的抑制问题,设计一种船舶起重机减摇系统,减小起重机作业过程中吊重产生的摆动,对提升起重机的作业效率及安全性有重要的意义。本文针对带折叠减摇臂式船用减摇起重机装置提出了三种控制方案,并通过实验验证其综合减摇效果达到60%以上,充分验证了控制方案的正确性与可行性。     

基于ADAMS的舰载补给起重机摇摆仿真及减摇措施分析

舰载补给起重机吊运柱状箱体时,箱体会由于各种外界影响发生摇摆。针对舰载补给起重机起吊的柱状箱体在舰船摇荡、起重机启停、风载的影响下发生的摇摆进行了ADAMS动力学仿真,得到了这3种因素对柱状箱体摇摆的影响情况,以及柱状箱体在预设工况下的运动规律。改变钢丝绳数量和布置形式进行仿真,得到了不同钢丝绳数量和布置下柱状箱体的运动情况以及相对单根钢丝绳的减摇效果,为进行动基座起重机减摇、防摇研究提供了依据。