基于張力的船舶起重機(jī)減搖裝置的控制研究.pdf

1、船舶起重機(jī)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(fēng)、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(gè)自由度的運(yùn)動。船舶起重機(jī)與陸地起重機(jī)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(dāng)工作環(huán)境復(fù)雜多變時(shí)，船舶起重機(jī)吊物搖擺嚴(yán)重，以致受損。船舶起重機(jī)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(jī)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(jī)減

2、搖裝置的控制設(shè)計(jì)方案:在起重機(jī)吊繩上連接一個(gè)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(yùn)動幅度。通過控制伺服電機(jī)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(dá)到減搖的目的。在學(xué)習(xí)了國內(nèi)外船舶起重機(jī)減搖裝置的研究狀況之后，通過對比分析其減搖機(jī)理和控制方法，提出一種基于張力的船舶起重機(jī)減搖裝置的控制構(gòu)思。完成了船舶起重機(jī)減搖裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對起重機(jī)吊物建模，并進(jìn)行了動力學(xué)分析。通過對比仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)

3、計(jì)方案的可行性。在此基礎(chǔ)上，對減搖裝置的機(jī)械裝置和電氣設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)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(jìn)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(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了對減搖裝置的自動閉環(huán)控制。完成了實(shí)驗(yàn)平臺的搭建，并利用NI視覺跟蹤系統(tǒng)，對起重機(jī)減搖裝置的減搖效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最后，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，所提出的基于張力的船舶