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智能起重机防摇摆技术介绍

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浏览:- 发布日期:2020-03-12 18:53:13【

起重机在工作过程中,由于大、小车的加减速和负载的提升动作以及风力、摩擦引起的扰动导致重物的来回摆动,这不仅会严重影响作业效率,而且容易造成事故。例如在冶金浇铸工厂,起重机将盛有金属液的钢水包迅速运抵浇铸口上方进行浇铸,这一过程要求起重机的动作迅速而准确。由于钢丝绳的摆动,轻则加大起重机的运行时间,造成金属液过早的冷却,降低产品的质量和工作效率;重则导致金属液溅到浇铸口外,引发安全生产事故。为此,智能起重机的精确定位和防摆控制越来越受到广泛关注。

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针对智能起重机的精确定位和防摆控制,国外学者釆用的控制方法多种多样,诸如经典控制、现代控制、最优控制、自适应控制、非线性控制、模糊控制、神经网络控制、滑模变结构控制以及多种控制方法的结合。

韩国学者Lee是偏重于经典控制方法的一个典型代表,lee以根轨迹法、频域法等常规分析方法为主并与现代的智能控制相结合,设计了起重机系统的防摆定位控制器。意大利的ZMohamed,M,Tokhi和GlossitisG把桥式起重机看作欠驱动系统,提出了一种基于滑模的消摆控制系统。起重机从本质上是一个高度的非线性系统,近年来不少国外学者,直接从非线性角度来研究起重机的控制策略,取得了丰富的学术成果1。输入整形(也叫时滞滤波)是减少起重机残余振动的一种简单方法。在建立起重机数学模型的基础上,结合输入整形和反馈控制方法等,使起重机的负载摆动大为减小,减轻了操作者的负担

国内智能起重机防摆控制开始于20世纪80年代初,较早研究的学者是哈尔滨工程大学的华克强等人。文献[18-19设计模糊控制器,并进行了试验研究,试验结果表明有效抑制了负载的摆动。采用了时滞滤波技术,通过对输入信号进行滤波来有效地控制负载的摆角,时滞滤波由开环控制系统实现,不需要反馈信号,易于工程应用。

一种混合控制方法,鲁棒输入整形和模糊控制相结合,用于起重机的定位和防摆,保证系统精确定位的同时消除负载摆动,该方法对不同绳长和负载有着较好的鲁棒性。提出分段切换因子的模糊控制方法,并运用实值遗传算法选取模糊控制器的分段因子,结果表明其性能优于传统二次型最优控制。采用机器人动力学方法建立吊重摆振的动力学模型,提出了基于最优调节器理论的控制方案,用以抑制回转作业中的吊重摆振。该控制方案可以实现吊重在回转运动中摆振最小,具有良好的摆振抑制效果。此外还利用GFS技术进行精确定位等。

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