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外文翻译--三维桥式起重机的建模与控制 中文版【优秀】.doc

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外文翻译--三维桥式起重机的建模与控制 中文版【优秀】.doc

美国机械工程师协会期刊—动力系统测量与控制杂志1998年12月三维桥式起重机的建模与控制水源大学机械工程学系Ho-HoonLee本文提出了一种新的三维桥式起重机动力学模型,它是基于新定义的双自由度摆角建立的。此模型描述了起重机同时行进横动和吊装运动,以及由此产生的负荷摆动。本文提出了一种能够减弱震动的反摇摆控制方案,此方案是建立在线性化动态模型稳定平衡的基础上。这个方案不仅能够保证迅速的阻尼负荷摆动,而且能够保证对起重机吊装位置的精确控制,同时根据实际的行进横动和缓慢的吊装动作来确定起重机的负荷量,并且本文给出了实验验证。1.简介桥式起重机被广泛应用于工业上运输重物。但是,起重机的加速需要运动,这总是会引起不良负荷摆动,通常加速度越大诱发的负荷摆动越大。负载的升起也往往使负荷摆动更严重。这些不可避免的负荷摆动经常造成效率下降,负荷损失,甚至发生意外。为安全起见,桥式起重机工作时,通常要使其负载的悬挂位置高于任何可能的障碍,并使其起重臂的长度保持不变或缓慢变化。科学家尝试了各种方式来控制负荷摆动。起重机系统的输入量本质上小于系统的产出量,这使得相关的控制问题复杂化。起重机的控制包括对起重机运动的控制,对负载提升的控制以及对负荷摆动的抑制。米塔和金井(1979)解决了一个最小时间控制的问题,这个问题是关于在加速的开始和结束时完全空载的情况下,起重机速度分布图的混乱。Ohnishi(1981)等人提出:控制是否稳定取决于负载的摆动力。Starr(1985)提出来一种开环控制运算法,这种算法的要求是初始的载荷摆动须为零。Ridout(1987)设计了一种反馈控制法,这种控制法来源于根轨迹法。Yu(1995)等人提出非线性控制运算法,它建立在一种特殊扰动方法的基础上,这种方法只有在负载量远大于起重机质量时才有效。Moustafa和Abou-El-Yazid(1996)讨论了起重机提升重物时,控制系统的稳定性问题。Lee等人(1997)提出反摇摆控制法,这种方法既保证了负荷摆动的快速减弱,又保证了对起重机位置的精确控制。所有上述研究的重点是对二维桥式起重机的控制,这种起重机只能进行行走和升起动作。然而,在大多数工厂和仓库,三维桥式起重机更为常用。Moustafa和Ebeid(1988)创造了一种三维桥式起重机的动力学模型,这种模型建立在球面坐标(Meirovitch,1970年

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