船用起重机磁流变防摆装置动力学分析和实验验证

作     者：邓晨旭 孙海龙 赵明慧 李云龙 王生海 韩广冬 陈海泉 DENG Chen-xu;SUN Hai-long;ZHAO Ming-hui;LI Yun-long;WANG Sheng-hai;HAN Guang-dong;CHEN Hai-quan

作者机构：大连海事大学轮机工程学院大连116026 

基　　金：国家自然科学基金(52101396) 国家重点研发计划(2018YFC0309003) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(3132019368) 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第17期

页      码：7395-7405页

摘      要：为了解决船用起重机在执行吊装转运作业时,货物出现摆动降低工作效率且极易造成安全事故的问题,将磁流变技术引入船用起重机防摆领域,设计了一种机械式防摆装置。推导了船-起重机-吊点-防摆装置-吊重的三维动力学模型。对装置的防摆效果进行分析,结果表明,当输入给磁流变防摆装置恒定电流时,随着电流增大,防摆效果愈加明显,在设定工作背景下,当给定电流2 A时,对面内角及面外角的抑制分别为75%、82%。为了优化控制策略,降低能耗,提高防摆的鲁棒性,设计了变论域模糊PID(variable universe fuzzy PID,VUFPID)控制器。采用VUFPID控制器时,防摆装置对吊重摆动的面内角及面外角的抑制分别为85%和83%,能耗约为113 J;采用A组恒定电流时,防摆装置对吊重摆动的面内角及面外角的抑制分别为60%和68%,能耗约为140 J;采用B组恒定电流时,防摆装置对吊重摆动的面内角及面外角的抑制分别为50%和58%,能耗约为110 J。可见采用VUFPID后,能实现低能耗、效果明显的防摆作用。最后搭建实物样机,验证了磁流变防摆装置的有效性。

主 题 词：船用起重机 磁流变技术 防摆 动力学模型 VUFPID 

学科分类：08[工学] 082402[082402] 0824[工学-林业工程类] 

D　O　I：10.12404/j.issn.1671-1815.2304683

馆 藏 号：203128402...