橋式起重機(jī)二維運(yùn)動(dòng)防擺控制方法研究

1、東北大學(xué)碩士學(xué)位論文橋式起重機(jī)二維運(yùn)動(dòng)防擺控制方法研究姓名:徐玉波申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師:張健成20050101 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論第一章緒論1.1問(wèn)題的提出乜5起重機(jī)作為一種現(xiàn)代搬運(yùn)機(jī)械,以其方便快捷、省時(shí)省工、占地面積小等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代廠房、建筑工地、現(xiàn)代化倉(cāng)庫(kù)、集裝箱貨場(chǎng)等國(guó)民生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。起重機(jī)按其結(jié)構(gòu)分為構(gòu)架式起重機(jī)(gantry crane和轉(zhuǎn)動(dòng)式起重機(jī)(rotary crane兩大類。構(gòu)架式起重機(jī)主要應(yīng)用于工廠中作為搬運(yùn)的重要工具,按其運(yùn)輸路線主要分為兩種:門式起重機(jī)(door crane與橋式起重機(jī)(bridge crane,如圖1.1

2、所示。前者只能在小車所在平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)二維運(yùn)輸,后者則可實(shí)現(xiàn)構(gòu)架范圍內(nèi)三維立體搬運(yùn)。本文的研究對(duì)象即為橋式起重機(jī)。 (b圖1.1門式起重機(jī)和橋式起重機(jī)Figurel.1Door Grane and bridge crane轉(zhuǎn)動(dòng)式起重機(jī)主要應(yīng)用于建筑工地和碼頭貨場(chǎng)等作為搬運(yùn)工具。按其轉(zhuǎn)動(dòng)形式主要分為兩種:塔式起重機(jī)(tOwer crane和船用起重機(jī)(boom Cane,如圖1.2所示。前者可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸小車的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)平動(dòng)自由度運(yùn)動(dòng),后者可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的運(yùn)動(dòng)。 (a(b圖1.2塔式起重機(jī)和船用起重機(jī)Towerne and boom craneFigurel.2現(xiàn)代工業(yè)不僅對(duì)起重機(jī)的安全和

3、高效提出越來(lái)越多的要求,而且隨著自動(dòng)化控制以及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,橋式起重機(jī)從單一的搬運(yùn)工具逐步演變成自動(dòng)化、柔性化生產(chǎn)中的重要組成部分。然而從國(guó)內(nèi)現(xiàn)有起重機(jī)現(xiàn)狀來(lái)看,其控制裝置與操作方式已越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)的生產(chǎn)要求。傳統(tǒng)的橋式起重機(jī)的電控設(shè)備主要是由凸輪控制器或主令控制器和繞線電機(jī)組成,調(diào)速方式為串電阻有級(jí)調(diào)速。控制器不能實(shí)現(xiàn)起重機(jī)啟制動(dòng)運(yùn)行的平滑調(diào)節(jié),從而較難保證啟制動(dòng)過(guò)程的性能要求,運(yùn)輸效率很低。而且基本上皆為駕駛員手動(dòng)控制,存在很多弊端:1、在某些環(huán)境惡劣場(chǎng)合中的應(yīng)用駕駛員工作受到限制。例如,在垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站和處理廠,由于工作環(huán)境的限制,現(xiàn)有起重機(jī)無(wú)法使用。2、對(duì)工人的操作水平

4、和經(jīng)驗(yàn)要求較高,勞動(dòng)強(qiáng)度大,工作效率低。3、手動(dòng)控制準(zhǔn)確性差,運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),工作效率低。因而實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)自動(dòng)控制成為必然發(fā)展趨勢(shì)。橋式起重機(jī)的自動(dòng)化改造要面臨兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:一是在要求的位置準(zhǔn)確停車。小車的位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)準(zhǔn)停后,可以無(wú)需駕駛員在達(dá)到要求位置附近反復(fù)調(diào)整后才放下重物,減少了點(diǎn)動(dòng)操作次數(shù),有效地提高了起重機(jī)驅(qū)動(dòng)部件的壽命。超重機(jī)運(yùn)行因而更可靠更經(jīng)濟(jì),提高了生產(chǎn)效率。此外實(shí)現(xiàn)位置準(zhǔn)停后,易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理。以較為典型的鋼材儲(chǔ)運(yùn)為例,在鋼鐵生產(chǎn)、汽車制造等工業(yè)部門往往使用大量的鋼材,尤其以鋼卷為多。在傳統(tǒng)工藝中,鋼卷運(yùn)送進(jìn)倉(cāng)庫(kù)通常采用手工操縱起重機(jī),由操作者選擇鋼卷的儲(chǔ)存位置,效率低且易發(fā)生

5、危險(xiǎn)。實(shí)現(xiàn)位置準(zhǔn)停后可以實(shí)行計(jì)算機(jī)管理鋼卷存儲(chǔ),在現(xiàn)代化倉(cāng)儲(chǔ)和生產(chǎn)線中顯示出巨大優(yōu)勢(shì);二是重物的防擺問(wèn)題。由于起重機(jī)與重物是以繩索柔性連接的,隨著起重機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,吊重會(huì)由于小車或大車的加速度或減速度的影響而來(lái)回?cái)[動(dòng)。該擺振 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第六章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制c'德I(c,l (b (a圖6.4模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的前提Figure6.4The premise of fllz珂nCUrO network0lf¨d “鼬Jv枷,!,I硝(b八卻城輛m張懦Ill'(a圖6.5前提中的隸屬函數(shù)Figure6.5The membership function of the premise模糊規(guī)則的真值就是圖6.4(a中(E層中節(jié)點(diǎn)的輸出。在圖6.4(a的情況下,輸入子空間被劃分為3x39個(gè)模糊子空間,如圖6.4(b所示。在第1個(gè)子空間模糊規(guī)則的真值由隸屬度的乘積給出。在(E層中符號(hào)f1中的節(jié)點(diǎn)的輸入輸出關(guān)系表示如下:弘咿”壚爭(zhēng)參書(shū)5