弹性桥架桥式起重机同步运动控制分析与仿真.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 第2期 (总第147期) 机 械 工 程 与 自动化 No．2 2008年 4月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT0MATION Apr． 文章编号：1672—6413(2008)02—0012—02 弹性桥架桥式起重机同步运动控制分析与仿真 梁义维 ，张纪平。，王然风。 (1．太原理工大学机械工程学院．山西 太原 030024；2．太原理工大学机械电子研究所，山西 太原 030024；3．太原理X-大学 矿业X-程学院．山西 太原 030024) 摘要：提出了一种在水平方向具有明显弹性且具有同步运动控制系统的桥式起重机，建立了该起重机的运动控 制数学模型，并仿真研究了系统的动态特性。研究表明，通过闭环运动控制可使系统获得良好的运动控制特性。 关键词：桥式起重机；仿真；同步控制 中图分类号：TH21：TP273 文献标识码：A 1 概述 与车轮组等部件及部分桥架的等效质量； 。为起重机 起重机械是现代工业生产中的重要运输设备。桥 架歪斜是桥式起重机运行机构的普遍现象，桥架歪斜 造成的啃轨危害严重，必须加以控制，否则将严重威 胁设备与厂房的安全与寿命。 造成桥架歪斜的原因有轨道安装误差、车轮与车 架误差、车架刚度不够以及分别驱动时两传动系统的 的振动。同步控制就是以一侧位移为参考信号，另一 不同步等“]，然而上述误差与不同步是不可避免的，因 侧为控制的跟踪量，当参考信号发生变换后，控制侧 此，通 j减小上述误差是不能完全消除啃轨现象的。但 增加车架刚度会增加起重机的重量，这样，就增加了 驱动系统功率，大大增加了运行能耗，而且增加车架 驱动力F 与F ， 与z 为两侧端梁位移输出，z。为 刚度缩小了作业范围。也有人采用自动控制的方法来 实现同步运动 ]，但仍以刚性车架为假设前提。为此， 本文提出了采用弹性大车车架与起重机大车运行同步 控制的方案，以降低起重机自重并使其平稳运行。 2 弹性桥式起重机模型的建立 弹性桥式起重机指的是桥架在水平方向具有一定 弹性，以达到减轻起重机自重与增加作业空间的目的， 然而，由于桥架水平方向非刚性，致使大车运行机构 1 ( )]fBI1 。十fls+k1 0 一( ) 1 两侧驱动难以同步，为此，配置桥架倾斜传感器并设 计专门的同步控制器，以实现大车两侧同步运动。 事实上，弹性桥式起重机的弹性主要是桥架的水 平弹性，因此，大车运行系统可简化为如图1所示的 … … … … … … … … … 模型。图1中，k 为弹性桥架左侧水平方向弯曲振动 刚度；c 为弹性桥架左侧水平方向弯曲振动阻尼；k 为弹性桥架右侧水平方向弯曲振动刚度；c 为弹性桥 架右侧水平方向弯曲振动阻尼；1TI 为桥架左端梁与车 仿真采用AMESim仿真平台，AMESim是多学 轮组等部件及部分桥架的等效质量；1TI。为桥架右端梁 *lh西省青年基金资助项目 (2006021021)；太原理工大学青年基金资助项目 12903981) 收稿日期：2007—10-25；修回日期：2007—12—22 作者简介：粱义维(1970一)．男，山西文水人．副教授．博士，主要从事大型机械设备故障诊断、智能控制等研究。 维普资讯 学兔兔 2008年第2期