【摘要】：隨著生產(chǎn)與建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,自動化程度的不斷提高,作為物料搬運(yùn)的起重機(jī)械在現(xiàn)代化生產(chǎn)和建設(shè)過程中應(yīng)用越來越廣泛。由于鋼絲繩是柔性的,橋式起重機(jī)運(yùn)行時,吊物會產(chǎn)生類似單擺的晃動,影響起重機(jī)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。目前,大多數(shù)的吊物防搖操作僅依靠起重機(jī)操作員的經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)今起重機(jī)的發(fā)展需求。橋式起重機(jī)吊物的自動防搖擺技術(shù)具有很大的市場需求,該技術(shù)對提高工作效率,減少安全隱患具有很重要的實(shí)際意義。主要研究工作有以下內(nèi)容:(1)從電氣控制和機(jī)械控制兩個方向研究橋式起重機(jī)防搖擺方法。在電氣控制方面,利用拉格朗日方程,建立起重機(jī)吊物系統(tǒng)的動力學(xué)方程,結(jié)合PID控制理論和模糊控制理論,設(shè)計(jì)了PID控制器和模糊PID控制器;(2)對兩種控制器進(jìn)行仿真模擬,達(dá)到了PID控制器和模糊PID控制器都能取得較好的控制效果。通過對比這兩種控制器仿真模擬出的控制圖形,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)模糊PID控制器比PID控制器有更好的可行性和較強(qiáng)的魯棒性;模糊PID控制更適合對橋式起重機(jī)防搖擺的研究。(3)在機(jī)械控制方面,利用橋式起重機(jī)自身結(jié)構(gòu)的剛性防搖的原理,設(shè)計(jì)了伸縮筒防搖裝置和導(dǎo)向柱剛性防搖裝置。經(jīng)過應(yīng)用后,發(fā)現(xiàn)機(jī)械防搖裝置能夠達(dá)到橋式起重機(jī)防搖的目的,特別是對運(yùn)行速度慢,起升高度低的橋式起重機(jī)防搖效果明顯,但對運(yùn)行速度快,起升高度高的橋式起重機(jī)防搖效果不明顯。因此,機(jī)械式防搖裝置在一定條件下可應(yīng)用于橋式起重機(jī)防搖領(lǐng)域。論文所研究的電氣控制和機(jī)械控制都能對橋式起重機(jī)防搖起到作用,有助于提高橋式起重機(jī)的工作效率和節(jié)省時間成本,對推動橋式起重機(jī)朝著自動化和智能化方向發(fā)展有重要的作用。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH215
【圖文】：

題背景與意義革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，“一帶一路”戰(zhàn)略促使基礎(chǔ)建設(shè)類工程隨著生產(chǎn)與建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，自動化程度的不斷提高，作為物料搬現(xiàn)代化生產(chǎn)和建設(shè)過程中應(yīng)用越來越廣泛，對起重機(jī)械的要求也越來越向著大型化、自動化、專業(yè)化和精確化趨勢發(fā)展。起重機(jī)械作為一種特安全、高效和穩(wěn)定的運(yùn)行是很重要的。廠房內(nèi)橋式起重機(jī)搬運(yùn)重物為例，如圖 1-1 所示。工廠廠房內(nèi)設(shè)備安裝設(shè)備儀器等重物。從掛鉤搬運(yùn)到脫鉤卸載，整個過程的順利進(jìn)行取決于高效的吊裝原料，起重機(jī)安全高效的吊裝將很大程度上提升設(shè)備安裝檢為了提高起重機(jī)的吊裝效率，有些廠房的橋式起重機(jī)提高了大、小車行，整機(jī)工作級別也達(dá)到了 A7 級別。雖然起重機(jī)運(yùn)行速度加快了，但起是提不上來，最后發(fā)現(xiàn)是起重機(jī)卸料時，重物擺動幅度大，不能準(zhǔn)確放費(fèi)不少時間，限制了起重機(jī)的吊裝效率。

5圖 1-2 PID 研究路線框架圖（2）以下是各章完成的主要工作：第一章分析了橋式起重機(jī)防搖擺技術(shù)的背景和意義，歸納了三類現(xiàn)有防搖擺控制方法，研究了國內(nèi)外電氣控制防搖擺的發(fā)展?fàn)顩r，歸納了橋式起重機(jī)的發(fā)展方向。第二章分析總結(jié)了三種常見的電氣控制算法：PID 控制算法，模糊控制算法和粒子群算法，簡單介紹了它們具體的實(shí)現(xiàn)方法。第三章對橋式起重機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了動力學(xué)研究后，采用拉格朗日動力方程，推導(dǎo)出非線性三維動力學(xué)模型。由于橋式起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)是兩個獨(dú)立的系統(tǒng)，進(jìn)而將三維動力學(xué)模型簡化成二維動力學(xué)模型，并驗(yàn)證了起重機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第四章研究了橋式起重機(jī)電氣控制防搖擺的方法，基于 PID 和模糊控制理論，設(shè)計(jì) PID 控制器和模糊 PID 控制器，并利用 MATLAB 仿真軟件對兩種控制器進(jìn)行了驗(yàn)

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)型）第 2 章常見的控制算法D 控制算法 控制是一種閉環(huán)反饋控制算法，在工業(yè)生產(chǎn)制造過程中，常常采用這PID 控制算法具有可靠性高、應(yīng)用面廣和適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。雖然計(jì)算機(jī)，新的控制方式不斷出現(xiàn)，但 PID 控制結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠有舉足輕重的作用。 控制器由偏差的比例單元（P）、積分單元（I）和微分單元（D）組成可理解為當(dāng)設(shè)定值與反饋值有偏差時一次調(diào)整多少；積分單元（I）可的頻率，只要有偏差存在，積分控制器的輸出就要改變，也就是說積分只有偏差不存在時，積分才會停止；微分單元（D）可理解為超前控制要適用于基本上線性且動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)。圖2-1為其系統(tǒng)原

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2771754