船用起重機(jī)是海洋工程船舶的核心裝備之一,廣泛應(yīng)用于水上設(shè)施建設(shè)、貨物運(yùn)輸、水下打撈和勘探等工作,其作業(yè)環(huán)境特殊,在海上作業(yè)時(shí)吊重會(huì)產(chǎn)生大幅度的搖擺,吊重?zé)o法精確定位,極大的降低了工作效率。因此研究船用起重機(jī)吊重系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性,設(shè)計(jì)出有效抑制吊重?fù)u擺的減搖裝置具有重要意義。本文中作者建立了船用起重機(jī)吊重系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,在分析牽引索式減搖裝置工作原理基礎(chǔ)上,建立了減搖裝置液壓系統(tǒng)收放繩側(cè)的動(dòng)力學(xué)模型,根據(jù)機(jī)器人學(xué)空間變換理論,建立了配備牽引索式減搖裝置船用起重機(jī)吊重系統(tǒng)在其自身運(yùn)動(dòng)和外界船舶運(yùn)動(dòng)激勵(lì)下的動(dòng)力學(xué)模型,為后續(xù)減搖裝置張力控制系統(tǒng)研究以及進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。在所建立的減搖裝置液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行拉普拉斯變換求得液壓系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型,根據(jù)傳遞函數(shù)分析系統(tǒng)的頻率和阻尼特性,并提出提高系統(tǒng)響應(yīng)的方法。設(shè)計(jì)了基于PID控制原理的液壓系統(tǒng)恒張力控制方案,并對(duì)其進(jìn)行仿真研究,通過(guò)調(diào)整比例、積分和微分的參數(shù),提高了張力輸出的控制精度及響應(yīng)時(shí)間。為解決牽引索上拉力設(shè)定值突變時(shí)會(huì)出現(xiàn)松繩的問(wèn)題,改進(jìn)原有吊盤(pán)機(jī)械結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了用于防止?fàn)恳魉伤鞯膹椈蓮埦o器,及時(shí)補(bǔ)償了牽引... 

【文章來(lái)源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２減搖起重機(jī)??Ｆｉｇ．?２．２?Ａｎｔｉ－ｒｏｌｌｉｎｇ?ｃｒａｎｅ??－１１?－??

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???當(dāng)?shù)踔卦谕獠考?lì)下從Ｑ點(diǎn)到Ｑｉ點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，與牽引索ＱＪ相連的減搖馬達(dá)進(jìn)行主??動(dòng)收繩，使?fàn)恳鳎眩噬侠^小，同時(shí)與牽引索ＱＩ和ＱＤ上相連的減搖馬達(dá)進(jìn)行被動(dòng)??放繩運(yùn)動(dòng)，使?fàn)恳鳎眩焙停眩纳媳３州^大拉力，這樣使得三根牽引索的合外力與吊重??的運(yùn)動(dòng)方向相反，消耗吊重?cái)[動(dòng)能量，達(dá)到減搖吊重?fù)u擺的目的。減搖裝置液壓驅(qū)動(dòng)系??統(tǒng)采用單泵驅(qū)動(dòng)三臺(tái)減搖馬達(dá)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于驅(qū)動(dòng)每臺(tái)減搖馬達(dá)回路上的液壓元??件相同，因此僅以一條減搖回路為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖２．３為減搖回路液壓系統(tǒng)原理。??ｒｄｉ??「寫(xiě)）?????５??！?ＰＬＣ?ｉ??３＿今?ｉ２??１液壓泵２單向截止閥３溢流閥４比例調(diào)速閥５電磁換向閥６奴向液壓鎖７雙向溢流閥組??８減搖液壓馬達(dá)＾??圖２．３減搖回路液壓系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?２．３?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ａｎｔｉ－ｒｏｌｌｉｎｇ?ｃｉｒｃｕｉｔ??系統(tǒng)中的液壓油通過(guò)液壓栗加壓，首先經(jīng)過(guò)單項(xiàng)截止閥，然后流經(jīng)比例調(diào)速閥和電??磁換向閥，最終進(jìn)入減搖液壓馬達(dá)，在ＰＬＣ控制系統(tǒng)的作用下控制比例調(diào)速閥閥口開(kāi)度??大小以及電磁換向閥的方向，進(jìn)而控制減搖馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，從而進(jìn)行控制牽引索的??收放繩運(yùn)動(dòng)。??２．２．２收繩側(cè)動(dòng)力學(xué)模型建立??船用起重機(jī)在海上進(jìn)行作業(yè)時(shí)，牽引索追隨主吊索運(yùn)動(dòng)，吊重在起重機(jī)本身起升回??轉(zhuǎn)變幅運(yùn)動(dòng)以及外界負(fù)載的作用下，在空間產(chǎn)生不規(guī)則擺動(dòng)，不僅使得牽引索速度大小??和方向隨時(shí)間不斷變化，而且起重機(jī)運(yùn)動(dòng)和船舶運(yùn)動(dòng)相互耦合，使得牽引索的動(dòng)力響應(yīng)??復(fù)雜，要考慮全參數(shù)影響的張力系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型難度很大，因此在動(dòng)力學(xué)建模中做??出

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???（２）忽略牽引索中的扭轉(zhuǎn)和彎曲，只考慮其承受張力作用。??（３）假設(shè)牽引索的張力和牽引索的應(yīng)變屬于一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。??則收繩側(cè)張力系統(tǒng)工作原理示意圖可簡(jiǎn)化為如圖２．４所示。??乂吊重??減搖馬達(dá)韻??圖２．４收繩側(cè)張力系統(tǒng)工作原理??Ｆｉｇ．?２．４?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｅｎｓｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ?ａｔ?ｔｈｅ?ｓｉｄｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｏｐｅ??對(duì)收繩側(cè)減搖馬達(dá)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，根據(jù)減搖馬達(dá)的力矩平衡方程可得：??Ｍ－ＴＲ?＝?Ｊ＾－?＋?Ｂ—?（２．１５）??ｄｔ２?ｄｔ??其中，Ｍ—為減搖馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩，Ｎ．ｍ；??ｒ一為牽引索對(duì)減搖馬達(dá)的拉力，Ｎ；??一為與減搖卷筒的半徑，幾乎不變，ｍ；??？／一為折合到減搖馬達(dá)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ｋｇＭｎ２；??６一為減搖馬達(dá)的角度，ｒａｄ：??５—為黏性阻尼系數(shù)，Ｎ．ｍ．ｓ／ｒａｄ。??由減搖回路液壓原理圖２．３可知，設(shè)定泵出口溢流閥的壓力為＾，回油路溢流閥壓??力設(shè)定值為Ｐ２，系統(tǒng)中通過(guò)控制調(diào)速閥閥口開(kāi)度調(diào)節(jié)進(jìn)入馬達(dá)的流量從而調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)??速，忽略單項(xiàng)截止閥、電磁換向閥、液壓鎖的節(jié)流壓力損失和液壓管路的沿程損失，設(shè)??減搖馬達(dá)兩端壓差為匕，則減搖馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩為：??Ｍ?＝?＾－ＶｍｐＬ?（２．１６）??２ｎ??其中，匕一為減搖馬達(dá)排量，Ｌ／ｒ。??在圖２．４收繩側(cè)張力系統(tǒng)示意圖中，與減搖馬達(dá)相連的卷筒半徑為卷筒旋轉(zhuǎn)的??角度為０，則在減搖馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下，卷筒收繩側(cè)線速度為％，吊重在外部載荷作用下的運(yùn)??－１３－??

【參考文獻(xiàn)】：
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