基于張力的船舶起重機減搖裝置的控制研究.pdf

1、船舶起重機廣泛應(yīng)用于船舶吊裝作業(yè)領(lǐng)域。船舶在海上作業(yè)的過程中，受到海風、涌流、波浪等多種環(huán)境載荷交叉作用，產(chǎn)生橫搖、縱搖、升沉等六個自由度的運動。船舶起重機與陸地起重機的主要區(qū)別就在于其本身的回轉(zhuǎn)、起升、變幅等動作與工作環(huán)境的耦合。當工作環(huán)境復(fù)雜多變時，船舶起重機吊物搖擺嚴重，以致受損。船舶起重機多數(shù)沒配備專門的減搖裝置，無法在極端海況下正常工作，因此，船舶起重機減搖裝置的研究意義重大。
　　本研究提出了一種基于張力的船舶起重機減

2、搖裝置的控制設(shè)計方案:在起重機吊繩上連接一個雙減搖繩結(jié)構(gòu)，通過減小吊物的單擺擺長，以減小吊物的運動幅度。通過控制伺服電機的旋轉(zhuǎn)方向和速度，來控制減搖繩保持張緊狀態(tài)，通過力的作用，使搖擺幅度減小，以達到減搖的目的。在學習了國內(nèi)外船舶起重機減搖裝置的研究狀況之后，通過對比分析其減搖機理和控制方法，提出一種基于張力的船舶起重機減搖裝置的控制構(gòu)思。完成了船舶起重機減搖裝置的系統(tǒng)設(shè)計，對起重機吊物建模，并進行了動力學分析。通過對比仿真試驗驗證了設(shè)

3、計方案的可行性。在此基礎(chǔ)上，對減搖裝置的機械裝置和電氣設(shè)備進行設(shè)計和選型，并完成了減搖系統(tǒng)的組配搭建。建立了二階PDF控制器模型，對控制效果進行了Matlab/Simulink仿真，并完成了控制過程的PLC編程，利用變頻器的Trace功能對控制效果進行了驗證，實現(xiàn)了對減搖裝置的自動閉環(huán)控制。完成了實驗平臺的搭建，并利用NI視覺跟蹤系統(tǒng)，對起重機減搖裝置的減搖效果進行了實驗驗證，最后，對實驗結(jié)果進行了分析。結(jié)果表明，所提出的基于張力的船舶