桥式起重机二维运动防摆控制方法研究

1、东北大学硕士学位论文桥式起重机二维运动防摆控制方法研究姓名:徐玉波申请学位级别:硕士专业:机械电子工程指导教师:张健成20050101 东北大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1问题的提出乜5起重机作为一种现代搬运机械,以其方便快捷、省时省工、占地面积小等优点,广泛应用于现代厂房、建筑工地、现代化仓库、集装箱货场等国民生产的各个领域。起重机按其结构分为构架式起重机(gantry crane和转动式起重机(rotary crane两大类。构架式起重机主要应用于工厂中作为搬运的重要工具,按其运输路线主要分为两种:门式起重机(door crane与桥式起重机(bridge crane,如图1.1

2、所示。前者只能在小车所在平面内实现二维运输,后者则可实现构架范围内三维立体搬运。本文的研究对象即为桥式起重机。 (b图1.1门式起重机和桥式起重机Figurel.1Door Grane and bridge crane转动式起重机主要应用于建筑工地和码头货场等作为搬运工具。按其转动形式主要分为两种:塔式起重机(tOwer crane和船用起重机(boom Cane,如图1.2所示。前者可以实现运输小车的一个转动和一个平动自由度运动,后者可以实现两个转动自由度的运动。 (a(b图1.2塔式起重机和船用起重机Towerne and boom craneFigurel.2现代工业不仅对起重机的安全和

3、高效提出越来越多的要求,而且随着自动化控制以及计算机管理系统的广泛应用,桥式起重机从单一的搬运工具逐步演变成自动化、柔性化生产中的重要组成部分。然而从国内现有起重机现状来看,其控制装置与操作方式已越来越不适应现代化企业的生产要求。传统的桥式起重机的电控设备主要是由凸轮控制器或主令控制器和绕线电机组成,调速方式为串电阻有级调速。控制器不能实现起重机启制动运行的平滑调节,从而较难保证启制动过程的性能要求,运输效率很低。而且基本上皆为驾驶员手动控制,存在很多弊端:1、在某些环境恶劣场合中的应用驾驶员工作受到限制。例如,在垃圾转运站和处理厂,由于工作环境的限制,现有起重机无法使用。2、对工人的操作水平

4、和经验要求较高,劳动强度大,工作效率低。3、手动控制准确性差,运行时间长,工作效率低。因而实现桥式起重机自动控制成为必然发展趋势。桥式起重机的自动化改造要面临两个关键问题:一是在要求的位置准确停车。小车的位置实现自动准停后,可以无需驾驶员在达到要求位置附近反复调整后才放下重物,减少了点动操作次数,有效地提高了起重机驱动部件的寿命。超重机运行因而更可靠更经济,提高了生产效率。此外实现位置准停后,易实现计算机管理。以较为典型的钢材储运为例,在钢铁生产、汽车制造等工业部门往往使用大量的钢材,尤其以钢卷为多。在传统工艺中,钢卷运送进仓库通常采用手工操纵起重机,由操作者选择钢卷的储存位置,效率低且易发生

5、危险。实现位置准停后可以实行计算机管理钢卷存储,在现代化仓储和生产线中显示出巨大优势;二是重物的防摆问题。由于起重机与重物是以绳索柔性连接的,随着起重机运动状态的改变,吊重会由于小车或大车的加速度或减速度的影响而来回摆动。该摆振 东北大学硕士学位论文第六章神经网络模糊控制c'德I(c,l (b (a图6.4模糊神经网络的前提Figure6.4The premise of fllz珂nCUrO network0lf¨d “鼬Jv枷,!,I硝(b八却城辆m张懦Ill'(a图6.5前提中的隶属函数Figure6.5The membership function of the premise模糊规则的真值就是图6.4(a中(E层中节点的输出。在图6.4(a的情况下,输入子空间被划分为3x39个模糊子空间,如图6.4(b所示。在第1个子空间模糊规则的真值由隶属度的乘积给出。在(E层中符号f1中的节点的输入输出关系表示如下:弘咿”垆争参书5