海上集成轉(zhuǎn)載平臺起重機(jī)吊重的防擺與軌跡控制研究.pdf

1、21世紀(jì)，隨著全球能源需求的日益增長以及礦產(chǎn)資源的緊缺，世界各國也陸續(xù)將海洋工程裝備擺在制造業(yè)的首位，加大了對海洋資源的開采力度。而海上集成轉(zhuǎn)載平臺起重機(jī)作為海洋工程裝備中的一種特殊的轉(zhuǎn)載裝備，其工作效率的高低直接影響著海洋資源開采的效率和物流過駁行業(yè)的發(fā)展。然而，該類起重機(jī)大多采用柔性繩索來起吊或轉(zhuǎn)運(yùn)貨物，其作業(yè)過程中起升、回轉(zhuǎn)及變幅機(jī)構(gòu)的非線性動作不可避免的會引起吊重的擺動。這種擺動不僅使吊重?zé)o法精準(zhǔn)定位于卸料點(diǎn)，從而導(dǎo)致作業(yè)效率的

2、降低，也可能會造成貨物或者設(shè)備的損壞，而且對作業(yè)人員的人身安全也將構(gòu)成威脅，故克服起重機(jī)作業(yè)過程中吊重的擺動和控制其運(yùn)行軌跡成了海上集成轉(zhuǎn)載平臺起重機(jī)安全與高效運(yùn)行的關(guān)鍵問題。本文從理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)方面入手，展開對海上集成轉(zhuǎn)載平臺起重機(jī)吊重的防擺和軌跡控制進(jìn)行研究，其主要內(nèi)容如下:
　　在對海上集成轉(zhuǎn)載平臺起重機(jī)吊重?cái)[動原因和特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了海上集成轉(zhuǎn)載平臺起重機(jī)吊重?cái)[動系統(tǒng)（簡稱吊擺系統(tǒng)）的數(shù)學(xué)模型;推導(dǎo)了吊重直線運(yùn)行

3、軌跡下的相關(guān)參數(shù)應(yīng)滿足的數(shù)學(xué)關(guān)系，為吊重軌跡控制和防撞奠定了基礎(chǔ)。
　　在MATLAB/Simulink環(huán)境下構(gòu)建了吊擺系統(tǒng)的數(shù)值仿真模型，并對起重機(jī)的回轉(zhuǎn)、俯仰和升降三種運(yùn)動情況下吊重的擺動特征進(jìn)行了仿真分析，研究了各運(yùn)動情況下吊重的擺動特征和規(guī)律。
　　結(jié)合海上集成轉(zhuǎn)載平臺起重機(jī)吊擺系統(tǒng)的擺動特征，設(shè)計(jì)了適合該吊擺系統(tǒng)的ZVD輸入整形防擺控制器，并在MATLAB/Simulink環(huán)境中對基于輸入整形防擺控制器的吊擺系統(tǒng)模