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船用起重机吊重系统动力学分析与消摆控制研究
| 论文题名： | 船用起重机吊重系统动力学分析与消摆控制研究 |
| 关键词： | 船用起重机;吊重系统;动力学分析;消摆控制;PID控制器 |
| 摘要： | 随着我国海洋强国战略等涉海战略的实施，海洋资源的开发和利用必然会成为未来能源战略的焦点。船用起重机是一种固定在甲板上的回转式液压起重机，主要用来进行船舶与船舶之间、船舶与港口之间的货物驳运，此外，船用起重机在军事舰艇的物资补给方面也发挥着至关重要的作用。然而，船用起重机在工作过程中由于受到风、浪、流等外部环境和自身操纵的影响，起重机吊重会产生摆动，从而影响船用起重机工作的高效性和安全性。因此，需要对船用起重机吊重系统的动态特性进行分析，并对吊重的摆动进行控制以进行消摆，这对船用起重机作业的安全高效具有非常重要的意义。 本文以船用起重机在海上作业为背景，首先对海洋波面的运动进行了研究，并建立了海上规则波的波面运动方程。进而将吊重系统的外部激励设定为规则波，并运用拉格朗日法建立了吊重系统动力学方程，在Matlab中运用数值仿真分析方法分析了不同绳长、不同激励频率、不同起吊速度下吊重系统的动力响应，并且做出了吊重在空间的运动轨迹图。 通过Solidworks和ADAMS软件进行联合建模，并在ADAMS模型中进行了吊臂柔性化，钢丝绳建模等工作，最终搭建了船用起重机虚拟样机模型。基于该虚拟样机模型，分别分析了在不同激励条件，不同激励频率下的吊重系统动力响应，并且做出了吊重在空间的运动轨迹图。 随后，为了能够实现吊重系统消摆，本文在建立的船用起重机虚拟样机模型的基础上，运用PID控制理论，分别设计了控制起重机回转和变幅运动的PID控制器。利用试凑法调节PID控制器的参数，最终达到了较好的消摆控制效果。 |
| 作者： | 蔺本浩 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 陈海泉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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