船用起重機(jī)吊重系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析與消擺控制研究.pdf

1、隨著我國海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略等涉海戰(zhàn)略的實(shí)施，海洋資源的開發(fā)和利用必然會(huì)成為未來能源戰(zhàn)略的焦點(diǎn)。船用起重機(jī)是一種固定在甲板上的回轉(zhuǎn)式液壓起重機(jī)，主要用來進(jìn)行船舶與船舶之間、船舶與港口之間的貨物駁運(yùn)，此外，船用起重機(jī)在軍事艦艇的物資補(bǔ)給方面也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，船用起重機(jī)在工作過程中由于受到風(fēng)、浪、流等外部環(huán)境和自身操縱的影響，起重機(jī)吊重會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)，從而影響船用起重機(jī)工作的高效性和安全性。因此，需要對(duì)船用起重機(jī)吊重系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析，

2、并對(duì)吊重的擺動(dòng)進(jìn)行控制以進(jìn)行消擺，這對(duì)船用起重機(jī)作業(yè)的安全高效具有非常重要的意義。
　　本文以船用起重機(jī)在海上作業(yè)為背景，首先對(duì)海洋波面的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了研究，并建立了海上規(guī)則波的波面運(yùn)動(dòng)方程。進(jìn)而將吊重系統(tǒng)的外部激勵(lì)設(shè)定為規(guī)則波，并運(yùn)用拉格朗日法建立了吊重系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，在Matlab中運(yùn)用數(shù)值仿真分析方法分析了不同繩長(zhǎng)、不同激勵(lì)頻率、不同起吊速度下吊重系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)，并且做出了吊重在空間的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。
　　通過Solidwor

3、ks和ADAMS軟件進(jìn)行聯(lián)合建模，并在ADAMS模型中進(jìn)行了吊臂柔性化，鋼絲繩建模等工作，最終搭建了船用起重機(jī)虛擬樣機(jī)模型?；谠撎摂M樣機(jī)模型，分別分析了在不同激勵(lì)條件，不同激勵(lì)頻率下的吊重系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)，并且做出了吊重在空間的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。
　　隨后，為了能夠?qū)崿F(xiàn)吊重系統(tǒng)消擺，本文在建立的船用起重機(jī)虛擬樣機(jī)模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用PID控制理論，分別設(shè)計(jì)了控制起重機(jī)回轉(zhuǎn)和變幅運(yùn)動(dòng)的PID控制器。利用試湊法調(diào)節(jié)PID控制器的參數(shù)，最終達(dá)到了