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基于能量守恒的起重机动态称重系统的研究
1
作者 王兵 《新疆钢铁》 2025年第2期225-227,共3页
称重系统是起重机控制系统和超载保护的重要组成部分。传统起重机载荷称重系统是一种基于检测设备重量传感器的测量方式,这种方式经常会因起重机作业中的机械振动导致重量传感器应力片形变而损坏。本文介绍一种基于能量守恒定律的起重... 称重系统是起重机控制系统和超载保护的重要组成部分。传统起重机载荷称重系统是一种基于检测设备重量传感器的测量方式,这种方式经常会因起重机作业中的机械振动导致重量传感器应力片形变而损坏。本文介绍一种基于能量守恒定律的起重机动态称重系统。起重机提升负载过程中,起升电机的输入电能转化为负载的机械能。因此,分别计算出起升电机轴输出的机械能、传动损耗、负载的动能和势能,通过能量守恒定律,从而换算出负载重量。 展开更多
关键词 动态称重系统 起重机 能量守恒 负载重量
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基于无人抓斗行车系统的散料精确装载控制研究
2
作者 谢乾坤 《自动化仪表》 2025年第12期31-35,共5页
为了提升无人抓斗行车系统在钢铁冶炼及矿山行业中的散料装载精度,研究了散料精确装载控制技术。首先,以抓斗机械结构原理和自动控制方式为基础,实现对变频器转矩、速度的输出控制和对抓斗开度的动态匹配,并辅以三维模型点云数据对料形... 为了提升无人抓斗行车系统在钢铁冶炼及矿山行业中的散料装载精度,研究了散料精确装载控制技术。首先,以抓斗机械结构原理和自动控制方式为基础,实现对变频器转矩、速度的输出控制和对抓斗开度的动态匹配,并辅以三维模型点云数据对料形情况的反馈。然后,以对象链接与嵌入的过程控制(OPC)服务端群为中心,完成数据的计算、同步和融合,并输出控制参数。该技术的投用,确保了在允许误差范围下对装载精度的有效把控。该技术解决了部分工艺模式下,须人工介入二次处理后方能满足出厂车辆装载精度要求的痛点问题,实现了降本增效、安全环保的目标。 展开更多
关键词 无人抓斗行车系统 装载精度 工业控制 可编程逻辑控制器 开度 对象链接与嵌入的过程控制
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桥式起重机吊重二自由度摆角模型与仿真 被引量：33
3
作者 张则强 程文明 +1 位作者 钟斌 唐连生 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期696-699,共4页
为了实现桥式起重机小车的准确定位和尽快消除吊重摇摆,研究吊重摇摆的规律和影响因素.根据小车吊重系统三维动力学方程建立了吊重二自由度摆角的数学模型.动态仿真结果表明:小车运行加(减)速度对摆角的影响比绳长显著,加(减)速度增大1... 为了实现桥式起重机小车的准确定位和尽快消除吊重摇摆,研究吊重摇摆的规律和影响因素.根据小车吊重系统三维动力学方程建立了吊重二自由度摆角的数学模型.动态仿真结果表明:小车运行加(减)速度对摆角的影响比绳长显著,加(减)速度增大1倍时,摆角和摆速分别约增大0.12 rad和0.164 rad/s;绳长增加2 m时,摆角和摆速无明显变化,吊重自由摆动周期约增加1.3 s. 展开更多
关键词 桥式起重机 小车吊重系统 摆角 动态仿真
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起重船吊物系统动力响应仿真分析 被引量：45
4
作者 任会礼 王学林 +1 位作者 胡于进 李成刚 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2665-2668,共4页
起重船在波浪的作用下会引起吊重的大幅摆动,从而导致海上作业被迫停工。根据拉格朗日方程建立了吊物摆振三维非线性动力学模型,其中考虑了起重机吊重的升降运动等操作。采用数值仿真的方法对吊重的动力响应进行了研究,结果表明吊索长... 起重船在波浪的作用下会引起吊重的大幅摆动,从而导致海上作业被迫停工。根据拉格朗日方程建立了吊物摆振三维非线性动力学模型,其中考虑了起重机吊重的升降运动等操作。采用数值仿真的方法对吊重的动力响应进行了研究,结果表明吊索长度、起吊速度以及激励频率等因素对吊物系统动力响应有重要影响,且吊重的面内、外摆角之间存在相互耦合作用。得到的结论可用于起重船吊物系统振动的预测与控制。 展开更多
关键词 起重船 吊物系统 数值仿真 动力响应
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基于状态估计的起重机吊重摆角信息获取方法 被引量：6
5
作者 钟斌 赵雁 赵晓青 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2010年第2期164-169,共6页
针对工程实际应用中桥式起重机或门式起重机吊重摆角和摆角角速度不易直接测量的问题,利用小车位置信息设计了状态观测器,对吊重摆角和摆角角速度信息进行估计.通过引入观测器输出与小车吊重系统输出之间的差值,该差值经过观测器的增益... 针对工程实际应用中桥式起重机或门式起重机吊重摆角和摆角角速度不易直接测量的问题,利用小车位置信息设计了状态观测器,对吊重摆角和摆角角速度信息进行估计.通过引入观测器输出与小车吊重系统输出之间的差值,该差值经过观测器的增益向量调节送至观测器的输入端,将观测器的极点配置在负实轴上,实现观测器对摆角和摆角角速度稳定、快速估计.仿真研究表明:基于状态估计的吊重摆角信息获取方法可行,观测器具有较强的鲁棒性;随极点增大,观测器对吊重和绳长变化具有更宽的适应范围,但极点过大时,会出现估计误差上冲或下冲现象;当极点确定时,观测器对绳长变化比吊重变化敏感. 展开更多
关键词 起重机吊重系统 吊重摆角 状态观测器 状态估计
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起重机小车吊重动力学系统状态空间重构 被引量：7
6
作者 钟斌 程文明 +1 位作者 马莉丽 吴晓 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期436-441,共6页
为获得桥门式起重机吊重摆角和摆角角速度等系统状态变量,计算得到状态观测器与小车吊重系统输出的差值,再经过观测器的增益向量调节送至观测器的反馈输入端.在系统参数确定时,观测器的极点位置是影响观测时间的主要参数.为了使观测器... 为获得桥门式起重机吊重摆角和摆角角速度等系统状态变量,计算得到状态观测器与小车吊重系统输出的差值,再经过观测器的增益向量调节送至观测器的反馈输入端.在系统参数确定时,观测器的极点位置是影响观测时间的主要参数.为了使观测器精确重构状态变量,将观测器的极点配置在复平面负实轴上,观测器极点分布与观测时间关系曲线的平缓变化区域. 展开更多
关键词 桥式起重机 门式起重机 小车吊重系统 动力学 状态观测器 状态空间 重构
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基于神经网络观测器的起重机吊重摆角速度软测量研究 被引量：6
7
作者 钟斌 何培祥 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期105-110,共6页
为了解决起重机吊重系统吊重摆角速度不易直接测量的问题,利用神经网络能对任意函数逼近的原理,采用RBF神经网络针对吊重摆角子系统,以吊重摆角为可测输入量,在基本状态观测器的基础上设计了神经网络状态观测器,通过合理设计神经网络参... 为了解决起重机吊重系统吊重摆角速度不易直接测量的问题,利用神经网络能对任意函数逼近的原理,采用RBF神经网络针对吊重摆角子系统,以吊重摆角为可测输入量,在基本状态观测器的基础上设计了神经网络状态观测器,通过合理设计神经网络参数,实现对吊重摆角速度现场软测量.与基本观测器的观测结果进行了对比仿真,结果表明:神经网络观测器的观测时间不到1 s;当系统存在建模误差和参数摄动时,神经网络观测器能较好地适应小车驱动力输入形式;在达到观测时间之前,基本观测器存在明显的高频振荡现象,且振荡的幅值随外界干扰幅值的增大而增大,神经网络观测器具有较平稳的观测过程. 展开更多
关键词 起重机吊重系统 神经网络观测器 吊重摆角速度 状态观测
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海洋工程船克令吊装卸仿真系统的运动模型 被引量：5
8
作者 神和龙 尹勇 王秀杰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2090-2094,2100,共6页
海洋资源的开发对海洋工程设备有着高度的依赖性,其中海洋工程船应用领域广泛,船舶上常用的设备克令吊对货物的移动起到至关重要的作用。选取海洋工程船上最为常见的挺杆式克令吊为研究对象,根据其运动规律,利用拉格朗日方程建立克令吊... 海洋资源的开发对海洋工程设备有着高度的依赖性,其中海洋工程船应用领域广泛,船舶上常用的设备克令吊对货物的移动起到至关重要的作用。选取海洋工程船上最为常见的挺杆式克令吊为研究对象,根据其运动规律,利用拉格朗日方程建立克令吊系统的运动模型,并采用四阶龙格库塔方法对模型进行求解,分析了克令吊在不同作业形式下的动力学特性,并对模型进行了验证。 展开更多
关键词 克令吊装卸仿真系统 挺杆式克令吊运动模型 拉格朗日运动方程 动力学特性
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起重机电机拖动系统负载跟踪控制 被引量：7
9
作者 马莉丽 程文明 钟斌 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期494-499,共6页
为了使起重机电机拖动系统的电机以给定转速实时跟踪突变的负载转矩,通过等效折算得到了起升机构电机转子侧的等效转动惯量、等效负载转矩和电机拖动系统动力学方程;建立了按转子磁链定向同步旋转坐标系;应用转差角频率设计了跟踪负载... 为了使起重机电机拖动系统的电机以给定转速实时跟踪突变的负载转矩,通过等效折算得到了起升机构电机转子侧的等效转动惯量、等效负载转矩和电机拖动系统动力学方程;建立了按转子磁链定向同步旋转坐标系;应用转差角频率设计了跟踪负载转矩的矢量变频控制系统.实例计算表明:闭环系统的空载起动时间比开环系统快0.34 s,电机平稳起动,起动阶段开环和闭环系统的峰值电磁转矩差值达148 N.m;闭环系统电机消耗的电功率(综合节能的百分比)小于开环系统;在起动阶段,开环系统的峰值功率是闭环系统峰值功率的2.5倍.电机在空载起动阶段约节能50%,平稳运行阶段约节能30%. 展开更多
关键词 起重机 电机拖动系统 负载跟踪 变频控制 电机能耗
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基于CAVE的集装箱装卸仿真系统 被引量：3
10
作者 赵猛 金一丞 尹勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2907-2911,共5页
介绍了基于CAVE系统的集装箱装卸模拟器的硬件平台,给出了本实验室已搭建的CAVE系统的详细配置。阐述了多通道立体显示技术在集装箱装卸模拟器视景系统中的应用,分析了基于被动立体显示的集装箱模拟器的系统构成。通过船舶的压载水调节... 介绍了基于CAVE系统的集装箱装卸模拟器的硬件平台,给出了本实验室已搭建的CAVE系统的详细配置。阐述了多通道立体显示技术在集装箱装卸模拟器视景系统中的应用,分析了基于被动立体显示的集装箱模拟器的系统构成。通过船舶的压载水调节系统,建立了集装箱装卸操作人员与船舶驾驶员的联系。最后根据拉格朗日运动方程建立了系统的广义坐标下四自由度的运动模型。 展开更多
关键词 集装箱装卸模拟器 CAVE系统 立体显示 拉格朗日运动方程
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起重机回转传动系统启动冲击载荷磁流变控制 被引量：8
11
作者 王贡献 周鹏中 +1 位作者 袁建明 张宇 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期16-20,共5页
针对起重机回转传动系统快速启动时冲击载荷容易导致设备损坏的问题,提出了一种基于磁流变技术的冲击载荷控制方法,即通过改变回转传动系统的传递刚度和阻尼特性,实现对快速启动时冲击载荷峰值和脉宽的控制.根据起重机回转传动系统启动... 针对起重机回转传动系统快速启动时冲击载荷容易导致设备损坏的问题,提出了一种基于磁流变技术的冲击载荷控制方法,即通过改变回转传动系统的传递刚度和阻尼特性,实现对快速启动时冲击载荷峰值和脉宽的控制.根据起重机回转传动系统启动工况的特点,建立含齿侧间隙、齿轮啮合刚度与磁流变非线性刚度和阻尼的系统动力学方程,考察了启动工况下影响回转传动系统动态特性的磁流变联轴器刚度、阻尼等关键参数,预测了电流磁致效应对启动冲击载荷峰值的抑制效果.结果表明:采用磁流变联轴器的回转传动系统具有强大的动力传递能力,并可方便有效地调整启动冲击载荷特性,显著地抑制冲击载荷峰值. 展开更多
关键词 起重机 回转传动系统 冲击载荷 磁流变联轴器 冲击抑制
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基于小车位置的起重机吊重系统扩张状态观测器设计 被引量：1
12
作者 钟斌 蒋猛 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期173-177,共5页
为了获取起重机吊重系统状态变量的估计信息,全维重构系统状态空间,通过坐标变换,将起重机吊重系统转换为等效的标准积分串联型系统,以惟一测量的小车位置信息作为输入,针对起重机吊重积分串联型系统设计扩张状态观测器,并将起重机吊重... 为了获取起重机吊重系统状态变量的估计信息,全维重构系统状态空间,通过坐标变换,将起重机吊重系统转换为等效的标准积分串联型系统,以惟一测量的小车位置信息作为输入,针对起重机吊重积分串联型系统设计扩张状态观测器,并将起重机吊重系统复杂的建模动态、外部干扰等因素扩张成新的状态变量.将观测器状态变量通过坐标反变换获得起重机吊重系统的估计状态向量,实现系统状态空间的重构.仿真实验表明:各状态变量误差收敛时间不超过0.2s;当连续幂次函数的线性区间长度范围为(0,0.01]时,观测器能有效地重构系统状态空间;观测器对系统参数的变化具有良好的鲁棒性. 展开更多
关键词 起重机吊重系统 扩张状态观测器 状态空间 重构
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运用VEGA软件实现塔式起重机载荷摆动仿真 被引量：3
13
作者 徐书娟 董明晓 +1 位作者 脱建智 胡长涛 《起重运输机械》 2010年第7期17-19,共3页
在分析塔式起重机载荷摆动特性的基础上,将载荷摆动非线性动力学模型进行线性化处理,推导出载荷摆动表达式,并应用Matlab软件进行了载荷摆动特性仿真。在VC环境中利用Vega的函数编程实现载荷摆动,在虚拟操作系统中真实再现载荷的运动特... 在分析塔式起重机载荷摆动特性的基础上,将载荷摆动非线性动力学模型进行线性化处理,推导出载荷摆动表达式,并应用Matlab软件进行了载荷摆动特性仿真。在VC环境中利用Vega的函数编程实现载荷摆动,在虚拟操作系统中真实再现载荷的运动特性和摆动特性,增强了塔式起重机虚拟操作系统的真实性。 展开更多
关键词 塔式起重机 载荷 摆动 MATLAB 系统
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起重机吊重系统鲁棒滑模观测器设计 被引量：1
14
作者 钟斌 赵晓青 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第4期425-430,共6页
为了实现起重机吊重系统状态变量的观测,设计起重机吊重系统鲁棒滑模状态观测器,利用便于测量的小车位置信息或小车位置与速度信息,通过合理选取滑模参数矩阵和观测器增益参数矩阵,使观测器动力学矩阵是Hurwitz矩阵,不仅可以使观测器渐... 为了实现起重机吊重系统状态变量的观测,设计起重机吊重系统鲁棒滑模状态观测器,利用便于测量的小车位置信息或小车位置与速度信息,通过合理选取滑模参数矩阵和观测器增益参数矩阵,使观测器动力学矩阵是Hurwitz矩阵,不仅可以使观测器渐近地估计出全部系统状态变量,而且观测器对系统的外界有界干扰具有较强的鲁棒性。仿真结果表明:当选择小车位置信息作为观测器的输入时,各状态变量的观测偏差在约1.5s时渐近地趋于零;当选择小车位置和速度信息作为观测器的输入时,各状态变量的观测偏差在约3.5s时渐近地趋于零;观测器不仅对系统模型中的非线性不确定项具有鲁棒性,而且对不同形式的小车驱动力具有良好的适应性。 展开更多
关键词 起重机吊重系统 鲁棒滑模观测器 状态观测 观测偏差 稳定性
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伴随型非线性系统的自适应RBF神经网络补偿控制 被引量：2
15
作者 钟斌 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期161-165,共5页
为了抵消伴随型非线性系统中的非线性项,可以设计控制器对非线性系统精确线性化.通常由于系统中存在外界不确定性因素导致系统模型的不确定,而不能直接设计控制器.利用"RBF神经网络能以任意精度逼近连续函数"的原理,对系统模... 为了抵消伴随型非线性系统中的非线性项,可以设计控制器对非线性系统精确线性化.通常由于系统中存在外界不确定性因素导致系统模型的不确定,而不能直接设计控制器.利用"RBF神经网络能以任意精度逼近连续函数"的原理,对系统模型中的不确定项进行自适应辨识,并将辨识结果提供给控制器,从而实现伴随型非线性系统的神经网络自适应补偿控制.将控制器应用于起重机吊重摆角子系统,对摆角进行控制.实验结果表明:吊重摆角及其角速度约在5s后,得到了很好的控制,并且控制器对系统模型的不确定项的逼近误差约在5s时达到0;控制器对系统的不确定性因素和系统参数变化均具有很强的鲁棒性. 展开更多
关键词 伴随型系统 非线性系统 RB F神经网络 自适应补偿 起重机吊重系统
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铁路集装箱F-TR锁脱钩安全监控系统设计 被引量：8
16
作者 邵玉华 左宁 +1 位作者 薛毅 张岩 《铁道货运》 2017年第8期54-58,共5页
集装箱装卸作业是现代物流的构成要素和重要环节,也是铁路货运的重要组成部分。为了提高铁路集装箱装卸作业的安全性,在阐述集装箱吊装作业F-TR锁脱钩安全监控现状及我国铁路集装箱F-TR锁结构特点的基础上,分析铁路集装箱F-TR锁脱钩安... 集装箱装卸作业是现代物流的构成要素和重要环节,也是铁路货运的重要组成部分。为了提高铁路集装箱装卸作业的安全性,在阐述集装箱吊装作业F-TR锁脱钩安全监控现状及我国铁路集装箱F-TR锁结构特点的基础上,分析铁路集装箱F-TR锁脱钩安全监控系统需求,通过铁路集装箱F-TR锁脱钩安全监控系统框架和工作流程的设计,经过试点取得较好的应用效果。铁路集装箱F-TR锁脱钩安全监控系统对吊装集装箱F-TR锁可以进行有效的实时监控,避免集装箱作业过程中出现F-TR锁未脱钩事故,为提高铁路集装箱装卸作业安全提供自动化的技术手段。 展开更多
关键词 门式起重机 装卸 安全 激光传感器 监控系统
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基于神经网络的塔机起重力矩监测系统 被引量：3
17
作者 郭全民 贾永峰 王健 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第10期33-34,43,共3页
针对塔机起重力矩检测中的非线性问题,采用函数型连接神经网络建立软测量模型,解决了起重力矩与力矩限制器弓板位移量之间的函数关系问题,为塔机起重力矩在线监测提供了新方法,可低成本实现起重力矩的实时显示,增强了塔机操作安全性。... 针对塔机起重力矩检测中的非线性问题,采用函数型连接神经网络建立软测量模型,解决了起重力矩与力矩限制器弓板位移量之间的函数关系问题,为塔机起重力矩在线监测提供了新方法,可低成本实现起重力矩的实时显示,增强了塔机操作安全性。实际应用表明:该监测系统具有精度高、所需样本相对较少、参数调整容易等优点。 展开更多
关键词 塔机 起重力矩 函数型神经网络 监测系统
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浮吊海上补给作业的动态特性仿真分析与研究 被引量：5
18
作者 董达善 孙友刚 刘龙 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第20期5872-5877,共6页
浮吊在进行海上补给时,吊重绳索的下降、摆动以及船体的受迫运动,使吊重下降时很容易碰撞甲板,引发重大事故。考虑吊点处的弹性力,建立了浮吊吊物系统的动力学方程。在MATLAB平台上采用数值分析的方法,分别对吊重静止时和作业时的动态... 浮吊在进行海上补给时,吊重绳索的下降、摆动以及船体的受迫运动,使吊重下降时很容易碰撞甲板,引发重大事故。考虑吊点处的弹性力,建立了浮吊吊物系统的动力学方程。在MATLAB平台上采用数值分析的方法,分别对吊重静止时和作业时的动态特性进行研究。结果表明绳长、海况、下降速度等对补给安全有重要影响。计算得出的吊重下降速度和位移规律,可为波浪补偿系统提供重要依据。 展开更多
关键词 浮吊 动力响应 数值分析 吊物系统
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基于状态估计的起重机吊重摆角衰减方法 被引量：4
19
作者 钟斌 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2011年第7期386-390,共5页
研究桥式起重机防摇控制问题,针对工程实际中起重机吊重摆角和摆角角速度不易直接测量的问题,采用小车位置信息,设计状态观测器,通过引入观测器输出与小车吊重系统输出的差值,并经过观测器的增益向量调节送至观测器的输入端,观测器的4... 研究桥式起重机防摇控制问题,针对工程实际中起重机吊重摆角和摆角角速度不易直接测量的问题,采用小车位置信息,设计状态观测器,通过引入观测器输出与小车吊重系统输出的差值,并经过观测器的增益向量调节送至观测器的输入端,观测器的4个极点均配置在复平面的负实轴上。通过反馈观测器的状态变量估计信息形成闭环控制系统,使吊重摆角在规定时间内以指定误差衰减为零,达到吊重摆角防摇控制。仿真结果表明,观测器在2 s前精确估计吊重摆角及其角速度信息,吊重摆角在6 s内得到有效防摇控制,证明了系统设计合理和有效。 展开更多
关键词 桥式起重机 门式起重机 小车吊重系统 动力学分析 状态变量估计 吊重防摇
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伴有初始负载摆角的桥式起重机能量防摆控制 被引量：9
20
作者 张珂 于宝森 +1 位作者 石怀涛 佟圣皓 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期1779-1784,共6页
桥式起重机是一种广泛应用的大型搬运设备,在实际工作过程中,台车运动时会产生伴有初始负载摆角的负载摆动,影响工作效率并带来安全隐患.针对这种情况,设定期望的台车误差轨迹和摆角误差轨迹,将桥式起重机动力学模型转换为误差跟踪动力... 桥式起重机是一种广泛应用的大型搬运设备,在实际工作过程中,台车运动时会产生伴有初始负载摆角的负载摆动,影响工作效率并带来安全隐患.针对这种情况,设定期望的台车误差轨迹和摆角误差轨迹,将桥式起重机动力学模型转换为误差跟踪动力学模型,提出一种基于能量分析方法的桥式起重机防摆控制策略.通过LaSalle不变性原理和Lyapunov方法对闭环系统的稳定性进行理论分析.仿真与实验结果表明,所提防摆控制方法的控制性能几乎不受初始负载摆角的影响,可以保证桥式起重机在无初始负载摆角和带有初始负载摆角的情况下都能取得良好的控制效果,能够驱动台车准确到达目标位置,有效抑制并快速消除负载摆角,同时对外部扰动具有很强的鲁棒性. 展开更多
关键词 桥式起重机 非线性系统 初始负载摆角 LYAPUNOV方法 防摆控制 鲁棒性
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