桥式起重机制动阶段防摇控制方案研究*
2021-03-18周奇才熊肖磊
机械工程与自动化 2021年1期
周奇才,张 蕴,熊肖磊,赵 炯
(同济大学 机械与能源工程学院,上海 201804)
0 引言
桥式起重机是物料搬运中使用范围最广、数量最多的起重机械设备,广泛应用于港口装卸、工业生产及设备安装等作业场合。桥式起重机主要结构包括驱动装置、卷扬装置、吊钩及行走机构等,卷扬装置通过柔性连接与吊钩相连,行走机构的加、减速过程会导致吊重摆动,对生产效率影响很大。
目前桥机防摇方法研究主要是基于现代及智能控制理论展开的,如:Wang X基于前馈控制设计了零振动(ZV)、零振动和微分(ZVD)、超灵敏(EI)三种输入整形控制器[1];Ermidoro M提出了用定阶增益调度控制来减少摆长改变对吊重摆动影响的方法[2];刘宏博基于批次控制和模糊控制进行了防摇仿真设计[3];Frikha S将神经网络与滑模控制结合设计了神经与补偿防摇控制器[4]。
在桥式起重机整个运行过程中,制动阶段防摇效果对于系统的精准定位和生产效率起着决定性作用。而基于控制理论设计的防摇算法所计算出的运行机构期望速度曲线,其在制动阶段往往不能很好地适用,需要根据实际系统制动特点进行调整,如:王广超针对小车制动过程设计了来回梯形速度变换的防摇策略[5];蔡威基于ABB电子防摇装置重新设计了制动阶段速度曲线[6]。
本文在采用状态反馈、软测量[7]等方法为变频调速桥机设计防摇控制系统的基础上,根据桥机制动阶段期望速度曲线,分析了控制系统制动阶段防摇效果不佳的原因及控制系统主导参数对制动阶段防摇效果的影响,提出了三种提高制动阶段防摇效果的方法,并基于实际样机对三种方法进行了测试。……
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