起重船吊物系統(tǒng)的擺動分析及其控制研究.pdf

1、起重船不僅是港口船舶裝卸的重要工具，而且在港建水工作業(yè)、造船工程、橋梁建筑、水下救撈以及各種海洋工程中均具有廣泛的用途。起重船在起吊貨物時(shí)，海上波浪的作用會引起船體的運(yùn)動，導(dǎo)致吊物的擺動加大，給起吊操作帶來危險(xiǎn)，有時(shí)被迫中止起吊作業(yè)。 本文研究起重船上的吊桿起重機(jī)工作時(shí)，吊物的擺動分析及其控制。利用延時(shí)定位反饋的概念來開發(fā)出一種新的控制系統(tǒng)，減小起重船上吊物的擺動，使得本來不能進(jìn)行起吊作業(yè)的海況下可以進(jìn)行貨物的起吊與運(yùn)送。

2、 1.起重船作業(yè)時(shí)，船體因受到海浪作用而發(fā)生的運(yùn)動與吊物的運(yùn)動相互耦合，這使得研究吊物系統(tǒng)的動力問題復(fù)雜化。本文忽略了吊物運(yùn)動對船體的影響，假定吊桿上的吊物點(diǎn)P處由于船體運(yùn)動而產(chǎn)生的運(yùn)動為已知，并將它們作為對吊物系統(tǒng)的基礎(chǔ)激勵。本文重點(diǎn)是將吊物系統(tǒng)簡化為球擺模型，推導(dǎo)了平面內(nèi)、平面外的耦合非線性運(yùn)動方程組。研究吊點(diǎn)激勵對該系統(tǒng)產(chǎn)生的最危險(xiǎn)的情況(稱極端情況)的存在以及吊物系統(tǒng)的動力響應(yīng)，并進(jìn)行了分析討論，得出非常有益的結(jié)論。

3、2.研究延時(shí)定位反饋控制理論，明確其原理，同時(shí)討論了它的穩(wěn)定區(qū)域；并提出將這種控制方法用在起重船吊物擺動的控制上。 3.根據(jù)延時(shí)定位反饋控制器的要求，結(jié)合起重船吊物擺動的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了延時(shí)定位反饋控制器。 4.為了驗(yàn)證延時(shí)定位反饋控制器的可行性，本文以T-ACS起重船為例進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬。結(jié)果表明，設(shè)計(jì)合理的延時(shí)定位控制器，可以明顯的減小吊物的擺動幅度。 本文通過對起重船吊物系統(tǒng)的動力分析，給出了吊物擺動角的非線性