船式起重机的建模与消摆控制研究

作     者：谢保春 梅志千 尹力伟 李向国 XIE Bao-chun;MEI Zhi-qian;YIN Li-wei;LI Xiang-guo

作者机构：河海大学机电工程学院江苏常州213000 

基　　金：湖南省自然科学基金资助项目(10JJ4028) 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2014年第31卷第8期

页      码：1007-1011页

摘      要：针对海上平台船式起重机在运行过程中负载摆动过大、运输效率低下等问题,将辨识与最优化技术应用到船式起重机中,对船式起重机各部分动力学关系进行了分析,建立了船式起重机的数学模型。考虑了负载与船体运动的相互耦合,在FLOW-3D(计算流体动力学软件)中建立了仿真平台,对船摇模型进行了参数辨识,从而建立了完整的系统模型。应用最优化方法设计了一种消摆控制器,该控制器由PI控制器、低通滤波器、陷波滤波器串联而成。最后在Matlab/Simulink上进行了控制模型的仿真试验,比较了负载摆角在控制前、后的差别,发现消摆控制器可以将负载的残余摆动控制在消摆前的10%左右。研究结果表明,通过使用FLOW-3D来辅助建模,效率高且准确;采用最优化方法设计的控制器能较大幅度抑制负载摆动,可以提高船式起重机的运输效率与安全系数。

主 题 词：船式起重机 辨识 最优化方法 消摆 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-4551.2014.08.010

馆 藏 号：203133520...