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船式起重机的建模与消摆控制研究*

作者：谢保春，梅志千*，尹力伟，李向国日期：2014-10-08/span> 浏览：2993 查看PDF文档

船式起重机的建模与消摆控制研究*

谢保春，梅志千*，尹力伟，李向国

（河海大学机电工程学院，江苏常州213000）

摘要：针对海上平台船式起重机在运行过程中负载摆动过大、运输效率低下等问题，将辨识与最优化技术应用到船式起重机中，对船式起重机各部分动力学关系进行了分析，建立了船式起重机的数学模型。考虑了负载与船体运动的相互耦合，在FLOW-3D（计算流体动力学软件）中建立了仿真平台，对船摇模型进行了参数辨识，从而建立了完整的系统模型。应用最优化方法设计了一种消摆控制器，该控制器由PI控制器、低通滤波器、陷波滤波器串联而成。最后在Matlab/Simulink上进行了控制模型的仿真试验，比较了负载摆角在控制前、后的差别，发现消摆控制器可以将负载的残余摆动控制在消摆前的10%左右。研究结果表明，通过使用FLOW-3D来辅助建模，效率高且准确；采用最优化方法设计的控制器能较大幅度抑制负载摆动，可以提高船式起重机的运输效率与安全系数。

关键词：船式起重机；辨识；最优化方法；消摆

中图分类号：TH21；TP273 文献标志码：A 文章编号：1001-4551（2014）08-1007-05

本文引用格式：

谢保春，梅志千，尹力伟，等. 船式起重机的建模与消摆控制研究［J］. 机电工程，2014，31（8）：1007-1011.

XIE Bao-chun，MEI Zhi-qian，YIN Li-wei，et al. Modeling and anti-swaying controller of ship-board crane［J］. Journal of Mechanical & Electrical Engineering，2014，31（8）：1007-1011.