基于数字孪生的起重机结构闭环优化设计方法

1

作者 董青 南方磊 +2 位作者 徐格宁 胡双贤 戚其松 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第7期2293-2309,共17页

针对传统经验模式下起重机结构设计不合理导致承载性能与实际服役场景不匹配的问题,以数字化设计模式为理念,提出基于数字孪生的起重机结构闭环优化设计方法。首先,利用“运行状态-承载性能-形状特点”一体化的思想,从虚实行性映射、数... 针对传统经验模式下起重机结构设计不合理导致承载性能与实际服役场景不匹配的问题,以数字化设计模式为理念,提出基于数字孪生的起重机结构闭环优化设计方法。首先,利用“运行状态-承载性能-形状特点”一体化的思想,从虚实行性映射、数据融合与交互、服务及可视化呈现3个层面,搭建用于起重机结构闭环优化设计的数字孪生系统。其次,在应力预测方面,以不同工况下的结构应力点云样本为基础,采用K最近邻算法(KNN)、球树算法(Ball-Tree)算法和径向神经网络(RBF),构建粗细网格节点匹配模型和应力预测模型,实现随机载荷作用下结构应力快速预测。而后,在结构优化方面,利用应力预测结果,构建静强度和疲劳强度约束条件,结合结构主控尺寸参数,以及由质量和寿命匹配组成的多目标函数,采用非定向算子(NDX)改进NSGA-Ⅱ算法,完成起重机结构闭环优化设计。最后,以YDC20/30轻小型移动式起重机为例,验证了所提方法及系统的可行性和有效性。 展开更多

关键词 数字孪生 起重机结构 闭环优化设计 应力预测

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基于闭环数字阀的起重机电控LS液压系统设计

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作者 邹砚湖 程度旺 《起重运输机械》 2025年第13期20-25,共6页

文中介绍了带位移反馈的数字阀的基本结构及控制原理,结合主阀的特点设计了新的电控LS液压系统,针对电控LS系统设计匹配的流量分配逻辑算法并应用于某型起重机,从单动作、复合动作响应特性研究及流量分配准确性等方面开展实验研究,并与... 文中介绍了带位移反馈的数字阀的基本结构及控制原理,结合主阀的特点设计了新的电控LS液压系统,针对电控LS系统设计匹配的流量分配逻辑算法并应用于某型起重机,从单动作、复合动作响应特性研究及流量分配准确性等方面开展实验研究,并与传统的LUDV系统进行了对比分析。研究结果显示,在有效的控制逻辑下,新式电控LS系统不仅保留了单动作闭环数字阀响应快的特点,而且在系统欠流量情况下也能实现精准的流量分配,类似于LUDV系统在流量饱和时的流量分配原则。 展开更多

关键词 起重机 数字阀 液压系统 闭环主阀、复合控制

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集装箱码头泊位—岸桥分配耦合优化 被引量：17

3

作者 杨春霞 王诺 杨华龙 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期2270-2277,共8页

针对现有泊位、岸桥分配优化方法因未考虑二者耦合关系引发的资源浪费或作业冲突等问题,以船舶作业时间为耦合变量,建立了基于泊位分配子模型和岸桥分配子模型的耦合模型,优化目标为最小化船舶在港时间和岸桥移动次数。提出了一种嵌套... 针对现有泊位、岸桥分配优化方法因未考虑二者耦合关系引发的资源浪费或作业冲突等问题,以船舶作业时间为耦合变量,建立了基于泊位分配子模型和岸桥分配子模型的耦合模型,优化目标为最小化船舶在港时间和岸桥移动次数。提出了一种嵌套循环进化算法进行求解,其中,两个内循环分别用于求解泊位分配和岸桥分配子模型,外循环通过两个内循环的相互作用和反馈来寻找满意解。通过试验算例验证了所提耦合优化方法的有效性。 展开更多

关键词 耦合优化 泊位分配 岸桥分配 嵌套循环 集装箱码头

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基于闭环控制的过轨起重机设计 被引量：3

4

作者 安林超 田长留 +1 位作者 岳大灵 翟德梅 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第5期38-40,共3页

传统的过轨起重机多数采用开环系统控制其过轨过程,其对轨精度、过轨稳定性、过轨安全性等方面有很大的欠缺.研究采用起升小车实际位置为输入信号,轨道对准校核系统作为反馈信号,设计出基于闭环控制的对轨精度控制系统和采用电机驱动的... 传统的过轨起重机多数采用开环系统控制其过轨过程,其对轨精度、过轨稳定性、过轨安全性等方面有很大的欠缺.研究采用起升小车实际位置为输入信号,轨道对准校核系统作为反馈信号,设计出基于闭环控制的对轨精度控制系统和采用电机驱动的曲柄摇杆机构的新型过轨锁紧装置,提高了过轨起重机的对轨精确度、过轨可靠性和运行的平稳性. 展开更多

关键词 过轨起重机 闭环控制 对轨精度 过轨锁定装置

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集装箱起重机半物理仿真系统的研究与设计 被引量：3

5

作者 梁晓波 程文明 +2 位作者 易嘉伟 漆静 董杰 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2014年第4期1356-1360,共5页

集装箱起重机培训过程中存在时间长、效率低和环境受限等问题,为了改进集装箱起重机培训模式,构建了一种基于视景仿真技术的集装箱起重机半物理仿真系统。对系统进行功能需求分析,给出了系统结构的总体构架,在此基础上,运用视景仿真技... 集装箱起重机培训过程中存在时间长、效率低和环境受限等问题,为了改进集装箱起重机培训模式,构建了一种基于视景仿真技术的集装箱起重机半物理仿真系统。对系统进行功能需求分析,给出了系统结构的总体构架,在此基础上,运用视景仿真技术和实时碰撞检测技术实现了系统的开发。系统可以动态地载入三维模型,构建逼真的视景仿真环境,结合物理实验平台,在虚拟集装箱货场中完成特定的操作作业。应用测试结果表明,该系统可靠适用,可以满足集装箱起重机司机日常训练的需求。 展开更多

关键词 集装箱起重机 半物理仿真 视景仿真 碰撞检测 仿真训练

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核电环行桥式起重机吊钩组冲顶虚拟实验 被引量：1

6

作者 曹旭阳 杨山林 +2 位作者 李章磊 宋轶 陈礼 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2012年第9期22-25,51,共5页

采用虚拟样机技术和显式动力有限元技术,通过研究多倍率滑轮组钢丝绳的建模和简化方法,利用ADAMS软件及其二次开发功能建立了核电环行桥式起重机的主起升机构虚拟样机模型,并进行吊钩组冲顶动力学仿真,得到了吊钩组冲顶载荷及拉紧钢丝... 采用虚拟样机技术和显式动力有限元技术,通过研究多倍率滑轮组钢丝绳的建模和简化方法,利用ADAMS软件及其二次开发功能建立了核电环行桥式起重机的主起升机构虚拟样机模型,并进行吊钩组冲顶动力学仿真,得到了吊钩组冲顶载荷及拉紧钢丝绳对承载梁的压力载荷。将载荷添加到ANSYS/LS-DYNA软件建立的有限元模型中,进行显式动力有限元分析,得到了承载梁受碰撞挤压后的应力、位移。结果表明:吊钩组对承载梁的冲撞力不大,但在拉紧钢丝绳作用下承载梁所受的压力很大且发生大变形,需安装防护设备。仿真分析所得结果为核电环行桥式起重机的安全性设计提供了可靠的分析数据。 展开更多

关键词 核电环行桥式起重机 虚拟样机 显式动力有限元 钢丝绳:冲顶

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桥式起重机半开环定速防摇控制方案研究 被引量：6

7

作者 唐超隽 鄢鹏程 +1 位作者 潘彦宏 周奇才 《起重运输机械》 2016年第10期59-62,共4页

针对由人工操作、通过变频器和三相异步电动机驱动的桥式起重机,设计了以司机挂入的运行机构挡位所要求的速度作为系统输入,以小车实际速度和吊钩摆角作为系统输出的防摇控制方案。大、小车运行位置信息设置传感器进行检测,吊钩摆角、... 针对由人工操作、通过变频器和三相异步电动机驱动的桥式起重机,设计了以司机挂入的运行机构挡位所要求的速度作为系统输入,以小车实际速度和吊钩摆角作为系统输出的防摇控制方案。大、小车运行位置信息设置传感器进行检测,吊钩摆角、角速度通过观测器估计。在系统的状态空间描述下,给出了防摇控制策略的确定方法。仿真结果表明:控制方案对桥式起重机具有显著的防摇效果。 展开更多

关键词 桥式起重机 半开环 定速 防摇 研究

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后装可拆式钢抱箍桩柱塔式起重机基础施工技术 被引量：1

8

作者 陆建飞 刘建平 张旭洪 《施工技术》 CAS 北大核心 2012年第10期65-67,共3页

桩柱钢抱箍式混凝土承台塔式起重机基础是一种新型塔式起重机基础结构体系。它是由混凝土承台、钻孔灌注桩和桩身的后装钢抱箍组成的塔式起重机基础结构,和钢管桩塔式起重机基础类似,该塔式起重机基础不仅可为土方开挖和混凝土底板浇筑... 桩柱钢抱箍式混凝土承台塔式起重机基础是一种新型塔式起重机基础结构体系。它是由混凝土承台、钻孔灌注桩和桩身的后装钢抱箍组成的塔式起重机基础结构,和钢管桩塔式起重机基础类似,该塔式起重机基础不仅可为土方开挖和混凝土底板浇筑提供垂直和水平运输的机械,而且还可以加大塔式起重机的工作半径,从而节省工期、提高工效。除此之外,该施工技术在施工方面却更为简单,设计更加合理,还具备成本投入低、可循环利用的优势。 展开更多

关键词 基础 塔式起重机 钢抱箍 承台 钢板止水环 施工技术

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基于二次型最优控制的起重机开环消摆方法 被引量：5

9

作者 李伟 曹涛 +3 位作者 王滨 吕景惠 孙乐美 李超 《电气传动》 北大核心 2007年第3期33-36,共4页

起重机载荷摆振主要是由载荷水平运动引起的。由于这类运动是确定性的,可以事先唯一地求出,由此设计出一种最优控制器,按照二次型最优消摆规律消除载荷摆振。这种方法是开环的,不需要角度传感器或角加速度传感器,降低了消摆控制系统的造... 起重机载荷摆振主要是由载荷水平运动引起的。由于这类运动是确定性的,可以事先唯一地求出,由此设计出一种最优控制器,按照二次型最优消摆规律消除载荷摆振。这种方法是开环的,不需要角度传感器或角加速度传感器,降低了消摆控制系统的造价,提高了可靠性。但这种方法只能消除确定性扰动造成的载荷摆振,对随机干扰造成的摆振无效。 展开更多

关键词 起重机摆振 消摆最优控制 开环控制

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全回转起重船起重作业系统建模与半实物仿真 被引量：5

10

作者 王立权 许元革 +1 位作者 王波 李震 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期23-26,44,共5页

为了创建逼真的全回转起重船起重作业虚拟训练环境,根据实际海上起重作业过程,综合考虑海况、动力定位、实时操纵、压载调整等多种因素对起重作业的影响,构建了多通道数据交流数学模型,并通过虚拟现实技术、通信网络技术、实时动力学解... 为了创建逼真的全回转起重船起重作业虚拟训练环境,根据实际海上起重作业过程,综合考虑海况、动力定位、实时操纵、压载调整等多种因素对起重作业的影响,构建了多通道数据交流数学模型,并通过虚拟现实技术、通信网络技术、实时动力学解算以及半实物操纵模拟等方法的联合应用,实现了身临其境感觉的交互式半实物仿真环境.仿真实验表明:工程技术人员通过仿真演练可以对起重作业过程的关键参数进行推敲,对实际操作过程进行预演,起到辅助制定工艺过程、降低海上起重作业风险以及提高海上工程作业的可靠性的作用. 展开更多

关键词 全回转起重船 实时操纵 半实物仿真 数学模型 动力定位

原文传递

集装箱运输船用起重电气设备定位控制系统 被引量：6

11

作者 张叶 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第12期205-207,共3页

传统起重电气定位控制系统的控制结果精准度受到外界环境影响,导致系统控制定位结果精准度差,为了改善该问题,提出集装箱运输船用起重电气设备定位控制系统。采用RS485通讯方式构建起重电气设备定位控制系统的网络通讯,选择ET070 7寸PL... 传统起重电气定位控制系统的控制结果精准度受到外界环境影响,导致系统控制定位结果精准度差,为了改善该问题,提出集装箱运输船用起重电气设备定位控制系统。采用RS485通讯方式构建起重电气设备定位控制系统的网络通讯,选择ET070 7寸PLC工控机人机交互界面,并利用USB SLAVE接口,连接触摸屏和具有RS485通讯端口的控制器,使系统具有支持RS485和RS232通讯的功能。采用条码测距定位装置,固定于轨道下方和内侧腹板上,形成闭环反馈控制。依据硬件设计思路,设计编码算法流程,实现起重电气的精准定位控制。在Labview环境下进行实验分析,由实验结果可知,该系统最高定位精准度可达到96%,具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 集装箱 运输船 起重机 电气设备 定位控制 闭环反馈控制

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起重机下沉量偏大问题的分析与改进

12

作者 吕明亮 郭建伟 +2 位作者 马跃峰 张庆生 崔伟 《液压气动与密封》 2024年第3期114-118,共5页

某特种起重机要求在特定工况具有高精度位置保持功能,针对其下沉量偏大问题进行了原因分析,定位于油液的热胀冷缩性对下沉量的影响,针对该问题,进行了油液热胀冷缩性对下沉量影响机理分析,提出了增加温控闭环的低成本改进措施,并经试验... 某特种起重机要求在特定工况具有高精度位置保持功能,针对其下沉量偏大问题进行了原因分析,定位于油液的热胀冷缩性对下沉量的影响,针对该问题,进行了油液热胀冷缩性对下沉量影响机理分析,提出了增加温控闭环的低成本改进措施,并经试验验证,结果表明改进措施效果良好。 展开更多

关键词 起重机 下沉量 温控闭环 分析与改进

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克令吊吊重坠落故障分析及改造方案研究 被引量：1

13

作者 郭志忠 郭明荃 《中国修船》 2011年第1期14-17,共4页

文章分析了克令吊重物坠落的故障原因和克令吊实施改造方案的审定,彻底解决了重物坠落的系统故障缺陷,是一例克令吊改造的成功范例。

关键词 克令吊 坠落 改造 闭环控制

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cRNA布谷鸟搜索算法的桥式吊车PID控制 被引量：5

14

作者 朱笑花 王宁 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1397-1404,共8页

为了提高算法的全局搜索能力,受RNA二级结构的启发,设计RNA茎环交叉算子,采用基于进化代数的自适应步长策略,提出RNA交叉操作布谷鸟搜索算法(cRNA-CS).将cRNA-CS算法用于对5个典型测试函数进行寻优.测试结果表明,cRNA-CS算法的搜索能力... 为了提高算法的全局搜索能力,受RNA二级结构的启发,设计RNA茎环交叉算子,采用基于进化代数的自适应步长策略,提出RNA交叉操作布谷鸟搜索算法(cRNA-CS).将cRNA-CS算法用于对5个典型测试函数进行寻优.测试结果表明,cRNA-CS算法的搜索能力和寻优精度相对于CS算法和其他改进的CS算法有了明显提高.将cRNA-CS算法用于桥式吊车系统PID控制器参数的优化整定.仿真实验结果表明,与CS算法、单纯形算法和PSO算法相比,采用cRNA-CS算法优化的PID控制器能够实现桥式吊车系统更好的消摆和定位控制. 展开更多

关键词 布谷鸟搜索算法(CS) RNA茎环交叉算子 自适应步长 PID控制器 桥式吊车系统

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港口岸桥用直流电机非独立控制励磁调速系统设计 被引量：1

15

作者 王毅 朱德平 步长存 《中国港湾建设》 2014年第9期67-71,共5页

基于上海振华J15型岸边桥式起重机的小车与俯仰机构进行电气控制系统改造设计,采用西门子6RA70驱动器和GE9030控制器,完成了直流电动机非独立控制励磁的双闭环调压调速系统设计,制动抱闸设计和调速器故障停机等设计,实现了小车与俯仰机... 基于上海振华J15型岸边桥式起重机的小车与俯仰机构进行电气控制系统改造设计,采用西门子6RA70驱动器和GE9030控制器,完成了直流电动机非独立控制励磁的双闭环调压调速系统设计,制动抱闸设计和调速器故障停机等设计,实现了小车与俯仰机构的起动、制动和调速的性能指标要求。 展开更多

关键词 岸边桥式起重机 6RA70调速器 GE9030控制器 双闭环调速

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WWER型核电站国产环行起重机的设计 被引量：2

16

作者 李川 刘得印 马强志 《起重运输机械》 2016年第1期26-29,共4页

阐述了WWER型核电站反应堆厂房环行起重机的功能,详细分析了WWER型田湾核电站3、4号机组国产环行起重机在主起升机构驱动系统、钢丝绳缠绕系统、大车旋转机构、主梁和主起升吊钩组等各主要机构的设计特点,借此说明国产环行起重机的先进性。

关键词 环行起重机 WWER型核电站 设计

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造船龙门起重机大车纠偏控制系统的设计与应用 被引量：2

17

作者 王吉明 《自动化博览》 2014年第5期96-99,共4页

造船龙门起重机随着造船业的迅速发展也跟着快速发展起来。在大车行走过程中,由于龙门起重机的刚腿和柔腿之间的跨距较大,因此要求刚腿和柔腿的位移要始终保持一致,如果偏差过大则会造成大车偏斜运行等严重后果。本文结合软硬件的设计,... 造船龙门起重机随着造船业的迅速发展也跟着快速发展起来。在大车行走过程中,由于龙门起重机的刚腿和柔腿之间的跨距较大,因此要求刚腿和柔腿的位移要始终保持一致,如果偏差过大则会造成大车偏斜运行等严重后果。本文结合软硬件的设计,详细介绍了大车纠偏控制系统从位置检测到位置闭环控制是如何实现大车的实时纠偏。 展开更多

关键词 造船龙门起重机 位置检测 位置闭环控制 纠偏控制

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核电站环行起重机起升机构的可靠性分析 被引量：1

18

作者 朱东科 高秀芬 +1 位作者 顾翠云 朱诗威 《起重运输机械》 2015年第11期50-53,共4页

介绍核电站环行起重机不同形式起升机构的系统可靠性分析方法,并给出其可靠性计算公式,为设计优化提供基础。

关键词 环行起重机 起升机构 可靠性

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考虑场桥调度的集装箱码头船舶配载研究 被引量：1

19

作者 丁一 张杨 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期91-98,共8页

为了提高码头配载作业效率,对集装箱码头的场桥调度船舶配载问题进行了研究。结合船舶预配总图、岸桥作业计划和堆场堆存情况,建立了目标为堆场翻箱量最少和场桥箱区间移动时间最短的混合整数规划模型;利用CPLEX对小规模数据模型进行求... 为了提高码头配载作业效率,对集装箱码头的场桥调度船舶配载问题进行了研究。结合船舶预配总图、岸桥作业计划和堆场堆存情况,建立了目标为堆场翻箱量最少和场桥箱区间移动时间最短的混合整数规划模型;利用CPLEX对小规模数据模型进行求解,检验了模型的准确性;针对中、大规模问题,设计了一种基于嵌套循环的禁忌搜索算法(NLTS)来寻找解,并与禁忌搜索算法进行对比。研究结果表明:NLTS算法优化效果和运算速度均优于禁忌搜索算法,且优化模型能有效地减少场桥移动时间和翻箱量。 展开更多

关键词 交通运输工程 集装箱码头 船舶配载计划 场桥调度 基于嵌套循环的禁忌搜索算法

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起重机桁架臂非线性稳定性分析 被引量：2

20

作者 何静 王欣 王殿龙 《起重运输机械》 2017年第10期95-101,109,共8页

桁架臂作为起重机的主要承载构件,其稳定性是设计过程中的重要问题。以280t履带起重机桁架臂为研究对象,基于弧长法理论利用Ansys软件对其进行非线性稳定性计算。通过分别改变臂架的宽度、高度、主弦杆外径和壁厚尺寸来改变臂架的换算... 桁架臂作为起重机的主要承载构件,其稳定性是设计过程中的重要问题。以280t履带起重机桁架臂为研究对象,基于弧长法理论利用Ansys软件对其进行非线性稳定性计算。通过分别改变臂架的宽度、高度、主弦杆外径和壁厚尺寸来改变臂架的换算长细比,得到不同长细比的载荷-位移全过程曲线。通过对载荷-位移曲线进行分析,求得较精确的临界失稳载荷,并探讨长细比对臂架的临界失稳载荷及臂架柔性的影响,进而为工程设计提供设计依据。 展开更多

关键词 履带起重机 桁架臂 非线性 稳定性 弧长法 长细比

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