桥式起重机抓斗防摆控制方法研究

根据起重机抓斗的受力分析,建立了起重机水平运行与抓斗摆动关系的数学模型。并采用一种前馈型的时滞滤波器技术,对加速度控制信号进行滤波来有效地控制抓斗的摆角。仿真结果表明,该方法能够有铲地消除抓斗摆,而且应用简单,易于用微型计算机实现。     

炼钢—连铸生产过程运输设备天车调度方法

炼钢-连铸生产过程中,生产设备的调度计划的编制上采用了人工估计的运输时间参数,而实际运输设备天车常常不能及时到位,使得编制好的生产设备调度计划不能被很好地执行,造成时间扰动频发,导致生产设备调度计划延误,甚至整炉钢水被迫报废.针对中国宝钢一炼钢厂的天车调度问题,建立了考虑生产设备调度计划约束的运输设备天车调度模型.设计了天车冲突解消策略,提出了启发式天车调度方法,采用模糊综合评价方法对天车调度结果进行评价分析,并开发了相应的调度软件系统.通过实际生产数据进行了工业验证.     

基于最优控制的行车系统消摆控制

针对行车系统运动的特点,根据理论力学理论,采用拉格朗日方程建立了行车系统的动力学模型。该模型完整地描述了行车系统的水平方向、垂直方向与前后方向的三维运动以及由这些运动引起的负载摆动,并在该非线性模型基础上给出了近似条件下的行车系统的线性化模型。根据专家经验,借助最优控制理论,提出一种防摆控制方法。该方法将消摆和运行控制结合起来考虑,在运行过程中不需实时跟踪测量负载摆角、摆速,仅通过控制行车各阶段的运行时间或距离即可实现行车停车与负载消摆的同步控制。仿真结果表明该方法简单合理,易于工程实现。     

基于压电加速度传感器的天车监测系统设计

天车吊运系统不能实时监测大车、小车的运行速度和行车位置,为实现对天车的实时监测,将压电式加速度传感器应用到天车吊运系统中;介绍了加速度传感器的基本原理;阐述了振动信号采集系统的硬件组成,并利用图形化开发工具LabVIEW平台实现信号的高速采集;通过采集加速度传感器的输出电压,根据输出电压和灵敏度的关系,获得加速度的值,将加速度的值积分运算可进一步获得天车的速度和位移量;最终达到天车运行状态的实时监测,提高了天车运行系统的可靠性。     

一种基于PID的欠驱动控制器的设计

针对欠驱动桥式起重机负载不稳定、易摆动的问题,本文设计了一种基于PID算法的欠驱动控制器。首先利用Lagrange方程构建防摆系统的数学模型,然后通过simulink仿真调节P、I、D参数使系统达到稳定。仿真实验结果表明,该算法实现了对欠驱动桥式起重机的位置、负载摆角及绳长进行有效控制,达到消摆的控制效果。     

吊车防摆最优调节器设计

本文对吊车在吊装货物时如何消除货物的摆动进行了研究,提出了利用最优状态调节器进行消摆的方案,并进行了计算机仿真和在吊车模型上的实时控制实验,结果表明,该方法具有很好的消摆效果和较强的鲁棒性。     

基于贝叶斯公式的炼钢厂天车调度方法

针对炼钢厂天车任务具有时序性、冲突性和不确定性的特点,提出一种基于贝叶斯公式的天车调度方法. 首先,解析炼钢厂内天车任务的产生规律,构建天车调度过程的贝叶斯网络;然后,计算各类天车任务产生的时空概率分布;最后,根据可用天车数量匹配运输任务,动态生成天车调度方案.基于天车调度仿真系统,利用某炼钢厂10900条实际的天车任务数据,对该天车调度方法测试表明,所提出方法可在规定时间内有效地完成所有天车任务;与人工调度方法相比,完成任务总时间、天车避让次数、由于天车避让导致额外的运输时间均明显减少.在提高 天车运行效率的同时,减少天车碰撞的安全风险.     

基于能量耦合的欠驱动三维BC防摆控制

针对桥式起重机运行过程中,台车加速度变化引起的负载摆动问题,提出了一种用于欠驱动三维桥式起重机系统的能量耦合非线性控制方法.方法基于定绳长三维桥式起重机系统,引入负载空间位移误差信号,增强小车运动与负载摆动之间的耦合关系,构造新型的能量函数,设计了一种能量耦合的控制律;并且利用李雅普诺夫方法和拉萨尔不变性定理证明闭环系统的稳定性,能够实现台车定位与负载消摆功能.通过仿真结果分析,上述方法能够有效抑制负载摆动,实现台车定位,与传统PID控制和系统能量控制相比,具有更好的防摆控制效果.     

液压抓斗控制器在环仿真系统设计与测试

摘要：为了解决液压抓斗控制器在实际工作应用中出现的故障问题,也为了更好的对液压抓斗控制器进行检测,基于有线通信、无线通信知识研究和设计了液压抓斗控制器在环仿真与测试系统,解决了工程应用中对液压抓斗控制器工作参数的检测,系统实现了在线模拟液压抓斗控制器工作状态的目的。系统由PC端上位机、USB-CAN、模拟量输出模块、电磁阀、单片机数据处理模块五部分组成。系统综合运用了有线通信和无线通信的知识进行了研究设计。通过实际验证,研究和设计的液压抓斗控制器在环仿真与测试系统能够有效且准确的对液压抓斗控制器的工作参数进行实时检测,工作稳定,使用方便。     

基于RFID的天车避碰系统的设计

基于RFID的无线天车避碰系统,给出了天车定位方案的工作原理、对系统硬件和软件进行了设计。在天车运行的过程中,实现对两个天车之间距离的监测,声光报警、停车控制。与传统的天车避碰系统相比,由于采用RFID定位技术和无线数据传输技术,使系统受到的环境影响很小,数据传输范围大,定位精度较高。     

基于输入整形策略的船上回转吊车防摆控制

为了解决船上吊车的防摆问题,实现负载快速准确的定位,建立了系统的空间三维数学模型,提出了基于输入整形的前馈开环消摆控制策略。对定摆长条件下系统控制输入设计了ZVD(Zero Vibration and Derivative)输入整形器;基于输入整形器灵敏度曲线,利用矢量求和的方法设计了对称3峰的EI(Extra Insensitive)输入整形器,解决了在绳长变化时吊车系统防摆的控制问题;指出了输入整形对海浪影响的抑制作用。仿真结果验证了输入整形对于船上吊车防摆控制的有效性。     

吊车稳定系统模型控制器研究

采用模糊控制方法对吊车进行吊物稳定控制，文中提出了首先对摆角和天车位置分别进行控制时的模糊控制规律，再对各自产生的控制信号加权得到总控制信号的方法，这种方法简化的算法，节省了内存，缩短了计算时间，适用于实时控制，实验证明，该控制方案可行，并具有较强的鲁棒性。     

吊车稳定系统模糊控制器研究

采用模糊控制方法对吊车进行吊物稳定控制，文中提出了首先对摆角和天车位置分别进行控制时的模糊控制规律，再对各自产生的控制信号加权得到总控制信号的方法，这种方法简化的算法，节省了内存，缩短了计算时间，适用于实时控制，实验证明，该控制方案可行，并具有较强的鲁棒性。     

绳长时变情况下轮胎式集装箱起重机非线性防摆控制算法

四绳轮胎式集装箱起重机由于自身的动力学特性较为复杂, 目前仍缺乏稳定高效的控制手段.?为解决港口起重机作业过程中台车定位精准度低、负载易受干扰摆幅大的问题, 文章设计了一种面向工业场景的非线性反馈控制器. 首先在未进行近似处理的前提下对起重机吊具摆动情况进行了建模分析. 在此基础上, 通过在控制器中引入摆幅反馈信息, 实现了绳长时变情况下台车的精确定位与负载摆幅的有效抑制, 为集装箱的运送路径增加了更多选择. 随后基于Lyapunov方法对控制器进行了稳定性分析. 所设计的控制方案在港口实际设备上进行了验证, 在定位精度与消摆性能上相较于人工操作取得了很大提升.     

基于卡尔曼滤波的倒立摆控制系统噪声抑制

在二级倒立摆稳摆控制中,摆杆的角度信号受到测量噪音污染,通过差分获取角速度时,该噪音被放大,导致稳摆控制器的输出产生较大的随机波动,同时电机作为执行器,也混入了较大的过程噪音.这两种噪音使系统出现较强抖动,既不利于摆杆稳定,也缩短了电机寿命.对此,将稳态卡尔曼滤波器与渐消记忆法结合起来,找到了确定稳态卡尔曼滤波器增益矩阵的有效方法,既克服了模型误差,又满足实时性要求,减小了电机抖动,取得了较好的效果.     

模糊神经网络抓斗纠偏系统故障诊断

针对抓斗纠偏系统复杂性、不确定性、模糊性的特点,提出基于故障树的模糊神经网络作为抓斗纠偏系统故障诊断的方法。该方法利用故障树知识提取抓斗纠偏系统故障诊断的输入变量和输出变量,引入模糊逻辑的概念,采用模糊隶属函数来描述故障的程度,利用Levenberg-Marquardt优化算法对神经网络进行训练,系统推理速度快、容错能力强,并通过实例分析验证了抓斗纠偏系统模糊神经网络故障诊断的有效性。     

基于DSP实现的一阶倒立摆控制

倒立摆是控制领域中典型的被控对象。本文通过智能控制算法实现倒立摆的起摆控制。当摆杆的角度进入稳定区域时,通过PID控制算法使摆杆稳定。整个控制过程由基于DSP(DigitalSignalProcessor)为核心的控制器来实现。经过实物检验,成功地实现了一级倒立摆的稳摆和起摆控制。     

红外反射式传感器在天车防撞设备中的应用

本文介绍了利用红外反射式传感器实现天车自动防撞的设计与实现。天车防撞是指轨道上多台天车相互识别障碍，并自动判断距离，同时输出声响及控制信号。实验中采用天车本身材料形状与颜色作为光反射条件，使用主动式红外传感器感知天车是否接近及接近的距离。系统控制核心采用AT89C2051单片机，信号输出为音响和多组继电器开、闭触点。该技术还可以应用于无人驾驶机动车，无人工厂、仓库、服务机器人等领域。     

基于变增益PID控制的起重机防摇摆设计与仿真

以防摇系统装置的小车为控制对象,对防摇模型的相应受力情况进行分析,建立小车的动力学模型,设计了基于比例积分微分(PID)和状态反馈的控制器。通过Simulink对模型系统进行了验证和仿真,得到PID的最优控制参数,最后通过编程,在实际装置上实现了对小车的防摇控制。实验结果表明,变增益PID控制器能够实现小车的迅速消摆。     

一种改进的基于驱动模型的门式起重机消摆设计

为研究一种较快捷的起重机闭环消摆控制器,把由变频器、三相笼型异步电机、减速器所构成的驱动系统纳入到整个控制系统中来,通过建立精确的数学模型,得到电机转速与吊载摆动角度的传递关系;运用微加速度计,实时检测吊载摆动角度,加入负反馈,而设计出一种新型的自适应神经控制器;为加快学习速度,采用直接设计模型参考自适应控制策略;借助于液压实验室中PLC变频调速门式起重机实验平台,进行仿真和实验;证明了该方法消摆和定位更快,效果更好.