本文選題：船舶運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái) + 船舶液壓起重機(jī)��； 參考：《集美大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：近年來(lái),船舶起重機(jī)在海上運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,但在不穩(wěn)定海面或復(fù)雜的環(huán)境下工作時(shí)常常引起吊鉤大幅擺動(dòng)。這不但給起重機(jī)工作帶來(lái)安全隱患,還影響其工作效率。隨著海運(yùn)貨物種類的增加和人們對(duì)安全性要求的提高,起重機(jī)吊鉤擺動(dòng)控制系統(tǒng)的研究也越來(lái)越受到重視�；谏鲜霰尘�,以實(shí)驗(yàn)室2噸3米液壓起重機(jī)的操作控制為研究對(duì)象,對(duì)船舶起重機(jī)在虛擬海浪環(huán)境下進(jìn)行仿真,研究吊鉤擺動(dòng)的消擺控制系統(tǒng)。首先,設(shè)計(jì)了由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的六自由度平臺(tái)來(lái)模擬海洋中船舶甲板的運(yùn)動(dòng);在UG三維軟件環(huán)境中對(duì)六自由度平臺(tái)進(jìn)行零件設(shè)計(jì),模型裝配,導(dǎo)入ADAMS軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,采用AMESim軟件建立平臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模型與ADAMS平臺(tái)模型進(jìn)行聯(lián)合仿真,其中利用閉環(huán)PID對(duì)油缸運(yùn)動(dòng)控制;其次,將甲板運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)與2噸3米液壓起重機(jī)模型合成,建立完整的船舶運(yùn)動(dòng)下船舶起重機(jī)模型實(shí)現(xiàn)在虛擬海浪環(huán)境下起重機(jī)的操縱控制聯(lián)合仿真;第三,對(duì)吊鉤坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)在甲板運(yùn)動(dòng)情況下吊鉤的面內(nèi)、面外角的測(cè)量,然后對(duì)吊鉤在甲板靜止和甲板運(yùn)動(dòng)時(shí)的擺動(dòng)情況進(jìn)行仿真從而比較吊鉤面內(nèi)、面外角變化;最后,采用拉格朗日方程建立船舶起重機(jī)吊鉤擺動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程,在動(dòng)力學(xué)方程基礎(chǔ)上采用延遲反饋控制器分別在甲板靜止、橫搖、縱搖、垂蕩等情況下,對(duì)吊鉤進(jìn)行消擺控制研究。研究結(jié)果表明:設(shè)計(jì)的六自由度平臺(tái)能夠很好的模擬船舶的橫搖、縱搖、垂蕩等運(yùn)動(dòng);在沒(méi)有虛擬船舶運(yùn)動(dòng)的情況下,延遲反饋控制器對(duì)吊鉤消擺作用明顯,而在具有虛擬船舶運(yùn)動(dòng)的情況下,如在模擬橫搖、縱搖和垂蕩時(shí)延遲反饋控制器對(duì)吊鉤的擺動(dòng)也能起到一定的抑制作用。本文所做工作為進(jìn)一步深入研究船舶起重機(jī)的吊鉤消擺控制奠定了一定的理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:In recent years, ship crane plays a more and more important role in marine transportation and economic construction, but it often causes the hooks to swing sharply in unstable sea or complex environment. This not only brings safety hidden trouble to crane work, but also affects its working efficiency. With the increase of the types of marine cargo and the improvement of safety requirements, more and more attention has been paid to the control system of crane hooks swing. Based on the above background, taking the operation control of the 2 t 3 m hydraulic crane in laboratory as the research object, the simulation of the ship crane in the virtual wave environment is carried out, and the anti-swing control system of the hoist swing is studied. First of all, a six-degree-of-freedom platform driven by hydraulic system is designed to simulate the motion of ship deck in the ocean, and the six-degree-of-freedom platform is designed and assembled in UG 3D software environment, and the kinematics simulation is carried out with ADAMS software. The hydraulic driving system model of the platform and the ADAMS platform model are established by AMESim software, in which the closed loop PID is used to control the cylinder motion. Secondly, the deck motion simulation platform is combined with the 2 ton 3 meter hydraulic crane model. A complete ship crane model under ship motion is established to realize the joint simulation of crane operation and control under the virtual wave environment. Thirdly, the coordinate of the hoist is transformed to realize the measurement of the angle between the inside and the outside of the hook in the case of deck motion. Then the swing of the hooks in the static deck and the motion of the deck is simulated to compare the changes of the outside angles in the face of the hooks. Finally, the Lagrangian equation is used to establish the dynamic equation of the swing of the hooks of the ship cranes. On the basis of the dynamic equation, the hooks are controlled by delay feedback controller under the condition of static deck, rolling, pitching and swaying respectively. The results show that the designed 6-DOF platform can simulate the rolling, pitching and swaying motions of the ship, and the delay feedback controller has obvious effect on the hooks in the absence of virtual ship motion. In the case of virtual ship motion, such as simulating rolling, pitching and swaying, the delay feedback controller can also restrain the swing of the hook. The work in this paper lays a theoretical foundation for further research on hooks and swinging control of ship cranes.
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.43

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本文編號(hào)：1802106