CN105549386A - 船用起重机自动控制实验系统 - Google Patents
船用起重机自动控制实验系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105549386A CN105549386A CN201510884906.9A CN201510884906A CN105549386A CN 105549386 A CN105549386 A CN 105549386A CN 201510884906 A CN201510884906 A CN 201510884906A CN 105549386 A CN105549386 A CN 105549386A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crane
- control
- simulation device
- rotary
- servo motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 38
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 37
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 23
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 241000288140 Gruiformes Species 0.000 description 97
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 244000044849 Crotalaria juncea Species 0.000 description 1
- 241000124872 Grus grus Species 0.000 description 1
- 241000321453 Paranthias colonus Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
- G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
一种船用起重机自动控制实验系统，包括起重机模拟装置(用于模拟实际船用起重机系统的工作状况，它是本实验系统的控制对象)、船体摇摆模拟装置(用于模拟实际船体在复杂海况中的运动状况)、状态测量装置(用于实时测量实验系统的状态量信息，并发送给控制系统)，以及控制系统(用于接收所测量的状态量信息，并按照预定的控制方法实时地计算出相应的控制信号，然后将控制信号发送到伺服电机，从而控制起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置按预定要求运行)。本发明真实反映船用起重机、船体摇摆的运动学和动力学特性，能够验证现有的不同起重机控制方法的实际效果。
Description
技术领域
本发明属于非线性欠驱动机电系统自动控制的技术领域，特别是涉及一种船用起重机自动控制实验系统。
背景技术
众所周知，船用起重机是一种十分常见的装配运输工具，它是一类安装于海洋工程船舶或海上半潜式平台上的起重机系统，是舰船间运送货物、海上建筑修建、沿海工程器械安装及海难救助事业不可或缺的关键设备。按构造来看，当前最广泛应用的船用起重机都属于回转式起重机的一种，有俯仰、回转和吊绳长度这三个自由度，通过吊绳的带动实现负载运送。由于其特殊的机械构造和应用环境，同时实现快速运送和精确定位的难度很大，其难点在于同时应对系统结构的欠驱动特性和海上环境对起重机系统的干扰。
当前，为了实现船用起重机系统的快速安全操作，起重机操作工人需要接受很长时间的培训，并在操作过程中不断总结经验以及吸取各种教训。具体在操作过程中，工人需要利用他们的经验并通过肉眼的观测来估计负载的位置与摆角大小，然后选择合理的动作序列来有效抑制负载的摆动。在船体经受严酷海况干扰时，由于人体反应速度的限制，不能保证负载的安全停放，所以起重作业必须停止。因此，现有的起重机系统对起重机操作人员的技能要求偏高，一般的起重机操作人员无法实现船用起重机系统的安全操作；同时，船用起重机操作者在起重机操作过程中的劳动强度较大，受到严酷海况干扰时起重作业还必须中止，使得起重机的工作效率偏低，起重机操作的准确度有时也难以满足要求。
国内外相关领域的学者针对船用起重机的自动控制问题开展了大量的研究工作，特别是对实际应用中的回转式船用起重机进行了大量结构上的分析[1-4]。针对海上移动港上的龙门起重机，Hong等[5]和Kim等[6-7]分别进行了动力学分析并设计了相应的实物平台，该类实物平台将摇摆台和龙门起重机模型组装起来，构成了能提供底座干扰的起重机控制系统。但是其模拟的海上移动港的摇摆幅度和频率小于遇到同样严酷海况的起重船，同时也无法描述回转式起重机的工作状况。Ngo[8]等提出了加强系统耦合的机械结构改装方案，并设计了一种滑模控制器来达到运送负载的同时抑制摆动的目的。Ismail[9]等对起重机和船体运动进行建模，并设计了一种二阶滑模控制器达到相同目的。王鹏程和方勇纯等[10-11]研究了回转旋臂式船用起重机的动力学模型，采用了切换控制器保证可控自由度跟踪消摆轨迹，并进行了有外界干扰条件下的仿真和实验。Neupert[12]等对水下设备升降过程进行了动力学建模，并设计了预测控制和轨迹跟踪结合的控制器。Mckenna[13]通过将前馈补偿环节与反馈控制策略相结合的方法来抑制单方向上的负载摆动。Messineo[14]等对水下设备升降过程进行动力学建模，考虑到吊绳弹性与水动力模型的动态补偿，设计出自适应控制器。Sandia国家实验室采用基于信息融合的方案补偿船体运动带来的影响，采用摆角反馈和输入整形结合的方法抑制运送过程中的摆动，该方法在美国海军T-ACS的1/24模型和舰船系统上进行了试验，得到了较好的控制效果。随后有Schaub等[15]对上述方案做了改进，减少了感知船体运动所需要传感器的数目。欧阳慧珉[16-17]等研究了陆地上回转旋臂式起重机的建模与离线轨迹规划问题。以上的建模与控制算法方面的研究为本发明奠定了相应的理论基础，证实了船用起重机自动控制实验系统的可行性，也为本实验系统的结构设计提供了借鉴。马博军[18]等人研制出陆上桥式吊车的自动控制实验系统，可以模拟无摇摆台的桥式起重机工作过程，但与船用起重机的模拟有重大区别。值得指出的是，现有的研究成果集中在理论建模、陆上的回转式起重机的仿真试验以及船用龙门起重机实验平台上，目前还缺乏一种方便、可靠的回转式船用起重机自动控制实验系统。
发明内容
本发明的目的是提供一套能真实反映回转式船用起重机运动特性，以验证不同控制方法的实验系统，推动起重机控制方法在实际生产中的普及应用。
本发明提供的船用起重机自动控制实验系统，包括起重机模拟装置、船体摇摆模拟装置、状态测量装置以及控制系统；其中，
起重机模拟装置：用于模拟实际船用起重机系统的工作状况，它是本实验系统的控制对象；包括回转传动器(1)、回转中心轴(2)、吊臂安装架(3)、回转轴支撑架(35)以及吊臂，吊臂安装在吊臂安装架(3)上且包括俯仰传动轴(5)、导轨(6)、闭环同步轮带(7)、台车(8)、保持导轨(6)间距的导轨固定板(13)、伺服电机(42、43)、卷轴(11)以及配重(12)，此外还包括俯仰传动器(4)、伺服电机(39)、钢丝吊绳(10)和负载(9)；所述回转传动器(1)由蜗轮蜗杆副(36)和齿轮盒(37)构成，依靠伺服电机(40)提供动力并带动回转中心轴(2)旋转；回转中心轴(2)底端装有立轴承和侧轴承并安放在船体摇摆模拟装置上，回转中心轴(2)中端则由回转轴支撑架(35)支撑，使回转中心轴(2)相对所安放的位置不发生倾斜，吊臂安装架(3)与回转中心轴(2)相固定，起到衔接回转中心轴(2)与吊臂的作用，故伺服电机(40)可带动上层机构回转；俯仰传动轴(5)通过轴承安装在吊臂安装架(3)上，其中一端与安装在吊臂安装架(3)侧面上的俯仰传动器(4)连接，俯仰传动器(4)为蜗轮蜗杆副并受伺服电机(39)驱动，故伺服电机(39)能够通过俯仰传动器(4)、俯仰传动轴(5)带动吊臂俯仰运动；导轨(6)穿过并固定于俯仰传动轴(5)，上面固定四块导轨固定板(13)，上面分别安装有闭环同步轮带(7)、卷轴(11)、配重(12)和伺服电机(42、43)；闭环同步轮带(7)位于导轨(6)的一侧并由伺服电机(43)驱动，带动台车(8)沿导轨(6)滑行，需要台车(8)相对吊臂静止时能够锁定台车(8)的位置；卷轴(11)由伺服电机(42)驱动，钢丝吊绳(10)的一端固定在卷轴(11)上，另一端绕过台车(8)并用于吊装负载(9)；导轨(6)末端上的导轨固定板(13)安装有配重(12)起到平衡吊臂的作用；各伺服电机内部由一个电机和一个位置编码器构成；
船体摇摆模拟装置：用于模拟实际船体在复杂海况中的运动状况，并为起重机模拟装置引入外界干扰；包括下底座盘(14)和上底座盘(17)以及三套相同的升降机构，升降机构包括螺母轴(15)、四孔连接器(16)、螺纹轴支撑架(18)、螺纹轴(19)、锥齿轮副(20)、传动轴(21)和伺服电机(41)，其中四孔连接器(16)套接在螺母轴(15)及上底座盘(17)外露的连接杠(38)上；由于正交对称的四个孔套在连接杠(38)上，连接杠(38)能够在孔内伸缩和旋转，故螺母轴(15)旋转被限制并且上底座盘(17)随螺母轴(15)一起升降运动；螺纹轴(19)的下端安放在下底座盘(14)上，由立轴承、侧轴承及相应的螺纹轴支撑架(18)保证螺纹轴绕竖直方向旋转，螺纹轴(19)的中下端通过锥齿轮副(20)及传动轴(21)连接侧放于下底座盘(14)的伺服电机(41)，各伺服电机内部由一个电机和一个位置编码器构成；
状态测量装置：用于实时测量起重机模拟装置和船体摇摆模拟装置的状态量信息，并发送给控制系统；状态量信息包括：船体摇摆装置中三个升降点的运动高度h1、h2、h3，起重机吊臂的俯仰角δ1、回转角δ2，台车(8)沿导轨(6)方向运动位移L，钢丝吊绳(10)的长度l，以及钢丝吊绳(10)的二维摆角θ1、θ2；具体而言，驱动三个升降点运动的型号、配置完全相同的三台伺服电机(41)，其位置编码器分别测量对应升降点运动高度h1、h2、h3，同时计算机内部程序求出相应的运动速度，据此推出船体摇摆模拟装置的上底座盘(17)及安装在其上的起重机模拟装置的角速度向量NωS和升降速度由与回转传动器(1)连接的伺服电机(40)和与俯仰传动器(4)连接的伺服电机(39)的位置编码器分别测量起重机吊臂的俯仰角δ1和回转角δ2；由与闭环同步轮带(7)连接的伺服电机(43)的位置编码器测量台车(8)沿导轨(6)方向运动位移L；由与卷轴(11)连接的伺服电机(42)的位置编码器测量钢丝吊绳(10)的长度l；由包括旋转编码器(33)的二维摆角检测装置测量钢丝吊绳(10)的二维摆角θ1、θ2；所述的二维摆角测量装置包括安装在台车(8)上的两个半圆弧形摆架，内半圆弧摆架(30)的外径小于外半圆弧摆架(31)的内径，内半圆弧摆架(30)和外半圆弧摆架(31)绕着各自的旋转轴转动，两个半圆弧形摆架的旋转轴位于同一平面上，且相互正交，交点与两个半圆弧圆心重合，并与钢丝吊绳(10)起摆点的定位孔(32)圆心重合，两个半圆弧形摆架的旋转轴各有一端安装旋转编码器(33)，旋转编码器(33)用于测量半圆弧形摆架的旋转角，两个半圆弧摆架中间具有用于使钢丝吊绳(10)通过的光滑开缝(34)，旋转编码器(33)为中空/盲孔增量式光电编码器；
控制系统：用于接收状态测量装置所测量的起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置的状态量信息，并根据该状态量信息，按照预定的控制方法实时地计算出相应的控制信号，然后将控制信号发送到相应的伺服电机，从而控制起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置按预定要求运行；包括安装有实时环境的计算机和数据采集卡，所述数据采集卡能够采集伺服电机中各路位置编码器信号及二维摆角检测装置中旋转编码器(33)信号，并同时能够输出模拟控制信号，控制系统采用基于MATLAB软件中RTW(RealTimeWorkshop)模块的实时环境，按照预定的控制方法实时地计算出相应的控制信号并经由运动控制卡转化为控制电压后发送到起重机模拟装置和船体摇摆模拟装置的伺服电机上。
所述控制系统采用的控制信号为按照预定的控制方法实时计算得出的信号，所述预定的控制方法是现有各种控制方法中的任意一种。
本发明的优点和有益效果
本发明提供的船用起重机自动控制实验系统可以真实地反映船用起重机、船体摇摆的运动学和动力学特性，并可以方便地进行控制器替换，从而验证现有各种船用起重机控制方法，推进起重机控制方法实用化的研究。此外，该系统作为一个典型的非线性欠驱动系统，还可以作为验证说明不同控制方法的教学实验平台。特别地，船体摇摆模拟装置的存在，使得本实验系统能够测试有干扰条件下欠驱动系统的控制器性能。本发明中用于吊绳摆角测量的二维摆角测量装置与以往的摆角测量装置相比，具有价格便宜、数据处理方便、测量范围大、灵敏度高的优点。本发明中船体摇摆模拟装置与以往的摇摆台装置相比，具有构造简单、易于安装、摇摆幅度大、坚固耐用的优点。
本发明提供的控制系统基于MATLAB/RTW实时环境，该实时环境具有以下的优点：1).可以针对不同的对象平台自动生成高效率可执行代码；2).与MATLAB编程模块和Simulink(联合仿真模块)无缝连接，可以方便地实现各种控制算法，并将仿真中测试通过的控制器方便地实用到实验平台的控制中去；3).简单的图形用户接口，易于学习和使用；4).开放的体系结构和可扩展的编译过程，可以很容易地将开发的程序移植到各类单片机中。
附图说明
图1为船用起重机自动控制实验系统的组成结构示意图；
图2为起重机模拟装置简化后各状态量定义示意图；
图3为船用起重机自动控制实验系统的机械结构右侧示意图；
图4为船用起重机自动控制实验系统的机械结构左侧示意图；
图5为起重机模拟装置的机械结构右侧示意图；
图6为起重机模拟装置的机械结构左侧示意图；
图7为船体摇摆模拟装置的机械结构上侧示意图；
图8为船体摇摆模拟装置的机械结构平视示意图；
图9为船体摇摆模拟装置中四孔连接器上侧示意图；
图10为船体摇摆模拟装置下部分的机械结构上侧示意图；
图11为船体摇摆模拟装置上部分的机械结构上侧示意图；
图12为船体摇摆模拟装置简化后初始时状态示意图；其中，(a)为船体摇摆装置初始状态简化图、(b)为坐标系定义及船体摇摆装置升降点投影图；
图13为船体摇摆模拟装置简化后运行时状态示意图；其中，(a)为船体摇摆装置运行状态简化图、(b)为船体摇摆装置升降点运动高度定义图；
图14为卷轴装置示意图；
图15为卷轴装置与台车装置配合示意图；
图16为二维摆角测量装置上侧示意图；
图17为二维摆角测量装置俯视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明提供的一种船用起重机自动控制实验系统的组成结构框图，该实验系统包括起重机模拟装置、船体摇摆模拟装置、状态测量装置以及控制系统，其中：
起重机模拟装置，用于模拟实际船用起重机系统的工作状况，它是实验系统的控制对象；
船体摇摆模拟装置，用于模拟实际船体在复杂海况中的运动状况，为起重机模拟装置引入外界干扰；
状态测量装置，与起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置相连接，用于实时测量起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置的状态量信息，并发送给控制系统；
控制系统，与起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置、状态测量装置相连接，用于接收状态测量装置所测量的起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置的状态量信息，并根据状态量信息，按照预定的控制方法实时地计算出相应的控制信号，然后将控制信号发送到起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置，从而控制起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置按预定要求运行。
需要说明的是，起重机模拟装置和船体摇摆模拟装置相互连接；状态测量装置，实际上包括旋转编码器、伺服电机的位置编码器部分及相应的附属机构。
鉴于控制系统需要能实时地读取编码器反馈的当前系统信息，并计算发送出合适的控制信号以达到预期的控制目的。因此，需要一个实时环境来完成所需的控制任务。为此，本发明中的控制系统基于WindowsXP环境下MATLAB/RTW实时环境。在这种方式下，控制器编程简单，易于进行算法测试，适合研究、教学中使用。如图1所示，本发明的控制系统除了安装有实时环境的计算机外，还包括数据采集卡。数据采集卡用于采集来自位置编码器、旋转编码器的信息，并将这些信息送到计算机中，还负责将计算机发送的控制指令转化为合适的电信号发送给伺服电机的驱动器。
在本发明中，控制信号为按照预定的控制方法实时计算得出的信号，要验证一种控制方法对于船用起重机的控制效果，只需要根据该算法搭建的控制器，对实时环境计算机中的控制器进行替换。由于本发明采用的是基于MATLAB/RTW的实时环境，它可以与MATLAB软件中的Simulink模块(联合仿真模块)无缝连接，所以可以利用Simulink各工具箱中的子模块方便地完成控制器搭建。控制器可以利用数据采集卡送入到计算机中的系统状态量信息，同时还可以通过数据采集卡向电机驱动器发送实时的控制命令。
需要说明的是，Simulink是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，MATLAB/RTW支持多种对象平台，本发明的实例选择Windows下的实时控制平台，它仅需要一台计算机，可以实现系统的实时控制，控制周期最小可达1ms。
由于本发明中，控制系统需要通过模拟量信号来控制伺服电机的转矩和位置，此外，鉴于状态测量装置中位置编码器及旋转编码器的输出信号均为差分增量信号。因而，控制系统中的数据采集卡需要能够读取编码器信号，并能够同时输出模拟信号，采样频率大于等于1KHz。因此，本发明选取的是固高GTS-800-SV板卡。
在本发明中，控制信号为按照预定的控制方法实时地计算出的相应的控制信号，预定的控制方法可以是现有各种控制方法中的任意一种。
在本发明中，起重机模拟装置的机械主体用于模拟实际船用起重机系统的具体结构，以进行起重机的各种控制方式操作；驱动器用于接收控制系统发出的控制信号并发送给电机，为机械主体进行起重机的各种控制方式操作提供驱动力或驱动力矩。
在本发明中，船体摇摆模拟装置的机械主体用于产生多自由度的摇摆效果，为起重机模拟装置引入外界干扰；驱动器用于接受控制系统发出的位置控制信号并发送给电机，为机械主体产生各类干扰信号提供动力。
为了更好地研究、控制船用起重机的运行过程，需要从动力学入手，对起重机施加控制力矩控制，而对船体摇摆模拟装置仅考虑升降运动的高度。具体而言，鉴于伺服电机可以分为直流、交流两类，其中以交流电机的输出力矩较大，且应用方便，故本发明的实例中选用交流伺服电机。交流伺服电机可以分为电机和位置编码器两部分，电机可提供力矩，位置编码器可在电机转动时输出脉冲实现位置测量。本发明通过交流伺服电机的力矩控制模式可以对电机输出的转矩进行控制，通过位置控制模式可以对电机输出的位置进行控制，本发明中除带动船体摇摆模拟装置升降运动的电机采用位置控制模式外，其余全部采用力矩控制模式。
使吊臂做俯仰运动的伺服电机需要克服部分重力做功，需要的力矩较大，故本发明选择使用功率为400W(瓦)的交流伺服电机(39)，其额定转矩为1.27Nm(牛·米)，额定转速为3000rpm(转/分钟)，同时由于起重机运行并不需要太高的速度，所以本发明安装5：1的减速器，这样能够增大电机的输出转矩。
带动船体摇摆模拟装置升降运动的电机共有三台，需要带动上层平台的运动，必须具有较大力矩，故本发明选择使用同上述型号一样的、功率为400W的交流伺服电机(41)，同时装配4：1的减速器。
带动吊臂做回转运动的回转电机不需克服重力做功，故本发明选择使用功率为100W的交流伺服电机(40)，其额定转矩为0.32Nm，额定转速为3000rpm，同时由于起重机运行并不需要太高的速度，所以本发明安装10：1的减速器，这样能够增大电机的输出转矩。
发明中负载(9)较轻，带动卷轴(11)的电机需要的力矩较小，因而本发明选择使用同上述型号一样的、功率为100W的交流伺服电机(42)，同时装配9：1的减速器。
台车(8)采用的是轻量化设计且工作于光滑导轨上，带动台车(8)的电机需要的力矩较小，因而本发明选择使用同上述型号一样的、功率为100W的交流伺服电机(43)，同时装配10：1的减速器。
本发明中各角度及长度的定义如图2所示，采集卡倍频数为M，编码器分辨率为S，各电机相应的减速器减速比为R。
设分别与回转传动器(1)和俯仰传动器(4)连接的相应伺服电机的位置编码器输出脉冲数为Ai(i＝1,2)，吊臂俯仰角δ1和回转角δ2(弧度量)通过下述计算方式得到：
i＝1,2
设分别与闭环同步轮带(7)和卷轴(11)连接的相应伺服电机的位置编码器输出脉冲数为Bi(i＝1,2)，导轨驱动轮半径为r1(米)，卷轴驱动轮半径为r2(米)，吊绳初始长度为l0，导轨上台车(8)运动距离L，钢丝吊绳(10)的长度l通过下述计算方式得到：
设升降机构中的相应伺服电机的位置编码器输出脉冲数为Ci(i＝1,2,3)，船体摇摆装置中锥齿轮传动比为1，螺旋轴升降比为3毫米/转。船体摇摆模拟装置升降点高度hi(i＝1,2,3)通过下述计算方式得到：
i＝1,2,3
设相应旋转编码器的脉冲数为Di(i＝1,2)，二维摆角的θ1、θ2(弧度量)通过下述计算方式得到：
在本发明中，起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置的机械主体部分是实验系统的骨架。如图3～图6所示，起重机模拟装置的机械主体包括回转传动器(1)、回转中心轴(2)、吊臂安装架(3)、俯仰传动器(4)、俯仰传动轴(5)、导轨(6)、闭环同步轮带(7)、台车(8)、负载(9)、钢丝吊绳(10)、卷轴(11)、配重(12)、导轨固定板(13)、回转轴支撑架(35)以及相应的伺服电机(39、40、42、43)等。其中，吊臂包括有俯仰传动轴(5)、穿过俯仰传动轴(5)并固定的导轨(6)、闭环同步轮带(7)、台车(8)、保持导轨(6)间距的导轨固定板(13)、伺服电机(42、43)、卷轴(11)以及配重(12)，此外还包括钢丝吊绳(10)和负载(9)。回转中心轴(2)是铝合金制成的大半径立轴，底端立放在上底座盘(17)上，中端有回转轴支撑架(35)做支撑。其中底端连接处安装立轴承侧轴承，中端连接处套接侧轴承，保证回转中心轴(2)相对上底座盘(17)不发生倾斜，且可以绕轴转动。回转轴支撑架(35)是由坚硬材质合金焊接而成，连接上底座盘(17)的上侧与回转中心轴(2)中端所套接侧轴承的外侧。为起到更好的支撑效果，回转轴支撑架(35)绕回转中心轴(2)均匀排列，两两相隔120°。伺服电机(40)带动回转传动器(1)，驱动回转中心轴(2)及其上的部件运动，以完成起重机模拟装置中的回转功能。回转传动器(1)是由蜗轮蜗杆副(36)和齿轮盒(37)共同构成的，其中蜗轮蜗杆副(36)将侧放于上底座盘(17)的伺服电机(40)力矩方向改变为绕回转中心轴(2)方向，齿轮盒(37)改变传动比。回转中心轴(2)的顶端固定安装吊臂安装架(3)，吊臂安装架(3)通过旋转轴承架设俯仰传动轴(5)。俯仰传动轴(5)穿过吊臂安装架(3)的两侧，其中一端与俯仰传动器(4)相连，俯仰传动器(4)为蜗轮蜗杆副并与伺服电机(39)相连，故伺服电机(39)能够通过俯仰传动器(4)、俯仰传动轴(5)带动吊臂俯仰运动。导轨(6)与吊臂安装架(3)侧面始终平行，穿过并固定于俯仰传动轴(5)。由于吊臂安装架(3)上的轴承直接支撑俯仰传动轴(5)，故伺服电机(39)可通过俯仰传动器(4)改变方向并带动吊臂绕俯仰传动轴(5)转动。
导轨(6)上固定四块导轨固定板(13)，上面分别安装有闭环同步轮带(7)、卷轴(11)、配重(12)和伺服电机(42、43)。闭环同步轮带(7)位于导轨(6)的一侧并由伺服电机(43)驱动，带动台车(8)沿导轨(6)滑行，需要台车(8)相对吊臂静止时能够锁定台车(8)的位置。台车(8)的主体为铝合金材料的方板(参见图16)，四角各安装一个直线轴承(44)，钢制导轨(6)穿过直线轴承(44)后，由直线轴承(44)将台车(8)套接在导轨(6)上。由于直线轴承(44)的承载球与轴承外套点接触，承载球以最小的摩擦阻力滚动，因此具有摩擦阻力小、运行稳定的特点，能获得灵敏度高、精确度好的直线运动。同时，为了减轻台车(8)的重量，仅在台车(8)上安装摆角测量装置，卷绳装置安装在俯仰传动轴(5)的另一侧，起到配重的作用。钢丝吊绳(10)则是通过安装在台车(8)上的两个“L”形铝合金架(47)之间的静滑轮(45)实现方向的改变，“L”形铝合金架(47)各有三个圆洞以减轻重量。
如图7～图11所示，船体摇摆模拟装置包括下底座盘(14)和上底座盘(17)以及三套相同的升降机构，升降机构包括螺母轴(15)、四孔连接器(16)、螺纹轴支撑架(18)、螺纹轴(19)、锥齿轮副(20)、传动轴(21)和伺服电机(41)。下底座盘(14)和上底座盘(17)都是钢制的大半径、低厚度的圆盘，其中下底座盘(14)贴近地面的一面焊接有三个支撑脚(46)，留出下底座盘(14)与地面间的一段距离，便于整套实验系统的搬动。同时，系统本身的重量能够保证该套系统的下底座盘(14)将始终处于静止。围绕下底座盘(14)的圆心，上侧均匀布置三个螺纹轴(19)。螺纹轴(19)的底端安放在下底座盘(14)的上侧，由立轴承和侧轴承连接。螺纹轴(19)靠近底端的部分，安装锥齿轮副(20)。螺纹轴(19)靠近顶端处连接螺母轴(15)。三个螺纹轴(19)共同起到支撑上底座盘(17)及之上的起重机模拟装置的作用，同时各自也被螺纹轴支撑架(18)围绕以保证竖直。螺母轴(15)连接螺纹轴(19)和四孔连接器(16)，其构造特点在于内部中空处有螺纹，而外部构造为圆柱形，圆柱两端平面上有两根连接杠(38)，内部螺纹的进动方向相对两端平面平行。四孔连接器(16)具有位置上正交对称的四个圆孔(参见图9)，可以分别插入螺母轴(15)的两个连接杠(38)和上底座盘(17)的两个连接杠(38)(参见图10、11)。故四根连接杠(38)两两对称地插入四孔连接器(16)的孔内，形成一种可在空间中以有限自由度绕各自连接杠(38)旋转的关节，不但有效限制了螺母轴(15)绕螺纹轴(19)旋转，还保证了其它自由度上运动的可能。伺服电机(41)带动传动轴(21)和锥齿轮副(20)旋转，从而使螺纹轴(19)产生转动，由于连接杠(38)牵制，螺母轴(15)在外部上不绕螺纹轴(19)旋转，而沿内部螺纹升降，带动自身产生升降运动。螺母轴(15)的运动带动连接杠(38)在四孔连接器(16)的孔中伸缩、旋转，且由于上底座盘(17)的连接杠(38)以同样方式连接四孔连接器(16)的孔，故可起到由伺服电机(41)控制上底座盘(17)局部一点上下运动的作用。如图12、13所示，船体摇摆模拟装置的上底座盘(17)及其上层的起重机模拟装置通过运动高度为h1、h2、h3，运动速度为的三个点Q1、Q2、Q3获得多自由度的摇摆效果，因此Q1、Q2、Q3在实际装置中被称为船体摇摆装置升降点(22)。船体摇摆模拟装置的上底座盘(17)及其上层的起重机模拟装置角速度向量NωS(相对世界坐标系)和升降速度可表示为：
NωS＝[ωxωyωz]T
其中，各式中隐藏的因子具体表达式如下：
其中，d为船体摇摆装置升降点(22)投影在下底座盘(14)中构成的等边三角形的边长。
如图14、15所示，卷轴(11)可以保持台车(8)上的静滑轮(45)与卷轴(11)上的绞盘(26)间的钢丝吊绳(10)方向不变。伺服电机(42)带动绞盘(26)转动时，虽然钢丝吊绳(10)的长度改变，盘绕在绞盘(26)上的钢丝吊绳(10)的宽度变化，但绞盘(26)也发生轴向位移，钢丝吊绳(10)宽度变化与绞盘(26)轴向位移始终相等，保证拉力输出方向的稳定。其中，绞盘(26)和传动内轴(23)、丝杠(27)固定连接在一起，钢丝吊绳(10)在绞盘(26)上进行单层盘绕且一端悬挂有负载(9)(参见图3)，支撑轴承架(29)用于支撑所述支撑轴承(28)，支撑轴承(28)与丝杠(27)螺纹咬合连接，销(24)贯穿传动内轴(23)和传动轴套(25)上的两侧孔，传动轴套(25)与伺服电机(42)连接(参见图15)，传动轴套(25)上的两侧孔是两条轴向的长孔。钢丝吊绳(10)选用直径为1mm(毫米)的多股钢丝绳，该钢丝吊绳(10)在绞盘(26)上进行单层盘绕，通过台车(8)上的静滑轮(45)改变方向，径直穿过用于二维角度测量装置的起摆点定位孔(32)(见图16)，用于悬挂负载(9)的一端。支撑轴承架(29)对支撑轴承(28)起到支撑作用，支撑轴承(28)与丝杠(27)螺纹咬合连接，于是，丝杠(27)在进行旋转的同时也会发生轴向位移，在本发明中，丝杠(27)每旋转一周就轴向位移1mm(毫米)。传动轴套(25)与伺服电机上(42)的转动轴通过螺丝锁定在一起。销(24)是一根穿过传动内轴(23)和传动轴套(25)上的两侧孔的金属棒，固定在传动内轴(23)上。当伺服电机(42)转动时，通过传动轴套(25)和销(24)带动传动内轴(23)一起转动，从而带动绞盘(26)、丝杠(27)一起转动。由于传动轴套(25)上的侧孔是两条轴向的长孔，因而绞盘(26)转动的同时还可以在轴向上移动，抵消钢丝吊绳(10)宽度变化的影响。
如图16、17所示，二维摆角测量装置包括两个半圆弧形摆架，内半圆弧摆架(30)的外径略小于外半圆弧摆架(31)的内径，它们可以绕各自的旋转轴转动，这两个半圆弧形摆架的旋转轴都位于与水平面平行的同一平面上，且相互正交，交点与两个半圆弧圆心重合，并与钢丝吊绳(10)起摆点的定位孔(32)重合。两个旋转轴各有一端安装旋转编码器(33)，用于测量半圆弧形摆架的旋转角度值。每个半圆弧摆架中间都有光滑开缝，参见图16、17，开缝宽度略大于钢丝吊绳(10)直径，将钢丝吊绳(10)从两个半弧的开缝中先后穿过，这样当吊绳发生摆动时就会带动两个半圆弧的转动，从而可以得到吊绳在两个正交铅垂面的摆角θ1、θ2。由于本发明中的二维摆角测量装置采用的是这种半圆弧形摆架，两个摆架可以在大范围内(-85°～85°，以摆绳竖直向下为0°角)自由摆动互不干涉，所以它可以测量摆角范围可达-85°～85°，如图17所示，这种大范围二维摆角测量装置能够极大地方便分析船用起重机在各种极端情况下的状态变化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
参考文献：
[1]张昊,王辉,何宁.海洋工程大型起重设备及其关键技术研究[J].海洋工程,2009,27(4):130-139.
[2]陈新权,何炎平,李洪亮,等.全回转起重船吊索动力荷载及其对浮态及稳性的影响[J].上海交通大学学报,2010,44(6):778-781.
[3]钟文军,刘菊娥,王琮,等.大型回转起重船技术特点与发展研究[J].船舶与海洋工程,2012,1(69.75).
[4]许鑫,李欣,杨建民.半潜式起重船浮吊作业的数值模拟与模型试验[J].船舶力学,2014,18(7):799-808.
[5]HongKS,NgoQH.Dynamicsofthecontainercraneonamobileharbor[J].OceanEngineering,2012,53:16-24.
[6]KimEH,JungYS,YuY,etal.Anadvancedcargohandlingsystemoperatingatsea[J].InternationalJournalofControl,AutomationandSystems,2014,12(4):852-860.
[7]KimD,ParkY.Trackingcontrolinxyplaneofanoffshorecontainercrane[J].JournalofVibrationandControl,2015:1077546315581091.
[8]NgoQH,HongKS.Sliding-modeantiswaycontrolofanoffshorecontainercrane[J].Mechatronics,IEEE/ASMETransactionson,2012,17(2):201-209.
[9]IsmailRMT,HaQP.Trajectorytrackingandanti-swaycontrolofthree-dimensionaloffshoreboomcranesusingsecond-orderslidingmodes[C]//2013IEEEInternationalConferenceonAutomationScienceandEngineering(CASE),2013:996-1001.
[10]王鹏程,方勇纯,相吉磊,等.回转旋臂式船用起重机的动力学分析与建模[J].机械工程学报,2011,47(20):34-40.
[11]FangY,WangP,SunN,etal.Dynamicsanalysisandnonlinearcontrolofanoffshoreboomcrane[J].IndustrialElectronics,IEEETransactionson,2014,61(1):414-427.
[12]NeupertJ,MahlT,HaessigB,etal.Aheavecompensationapproachforoffshorecranes[C]//AmericanControlConference,2008.IEEE,2008:538-543.
[13]McKennaPR,LeitheadWE.Semi-autonomouscontrolofoffshorecranes[C]//AutonomousSystems,2007InstitutionofEngineeringandTechnologyConferenceon.IET,2007:1-6.
[14]MessineoS,SerraniA.Offshorecranecontrolbasedonadaptiveexternalmodels[J].Automatica,2009,45(11):2546-2556.
[15]SchaubH.Rate-basedship-mountedcranepayloadpendulationcontrolsystem[J].ControlEngineeringPractice,2008,16(1):132-145.
[16]UchiyamaN,OuyangH,SanoS.Simplerotarycranedynamicsmodelingandopen-loopcontrolforresidualloadswaysuppressionbyonlyhorizontalboommotion[J].Mechatronics,2013,23(8):1223-1236.
[17]欧阳慧珉,张广明,王德明,等.只利用旋臂旋转运动的起重机消摆控制[J].振动与冲击,2014,33(4):131-137
[18]马博军,方勇纯,刘先恩,等.三维桥式吊车建模与仿真平台设计[J].系统仿真学报,2009(12):3798-3803。
Claims (2)
1.一种船用起重机自动控制实验系统，其特征在于包括起重机模拟装置、船体摇摆模拟装置、状态测量装置以及控制系统；其中，
起重机模拟装置：用于模拟实际船用起重机系统的工作状况，它是本实验系统的控制对象；包括回转传动器(1)、回转中心轴(2)、吊臂安装架(3)、回转轴支撑架(35)以及吊臂，吊臂安装在吊臂安装架(3)上且包括俯仰传动轴(5)、导轨(6)、闭环同步轮带(7)、台车(8)、保持导轨(6)间距的导轨固定板(13)、伺服电机(42、43)、卷轴(11)以及配重(12)，此外还包括俯仰传动器(4)、伺服电机(39)、钢丝吊绳(10)和负载(9)；所述回转传动器(1)由蜗轮蜗杆副(36)和齿轮盒(37)构成，依靠伺服电机(40)提供动力并带动回转中心轴(2)旋转；回转中心轴(2)底端装有立轴承和侧轴承并安放在船体摇摆模拟装置上，回转中心轴(2)中端则由回转轴支撑架(35)支撑，使回转中心轴(2)相对所安放的位置不发生倾斜，吊臂安装架(3)与回转中心轴(2)相固定，起到衔接回转中心轴(2)与吊臂的作用，故伺服电机(40)能够带动上层机构回转；俯仰传动轴(5)通过轴承安装在吊臂安装架(3)上，其中一端与安装在吊臂安装架(3)侧面上的俯仰传动器(4)连接，俯仰传动器(4)为蜗轮蜗杆副并受伺服电机(39)驱动，故伺服电机(39)能够通过俯仰传动器(4)、俯仰传动轴(5)带动吊臂俯仰运动；导轨(6)穿过并固定于俯仰传动轴(5)，上面固定四块导轨固定板(13)，导轨固定板上面分别安装有闭环同步轮带(7)、卷轴(11)、配重(12)和伺服电机(42、43)；闭环同步轮带(7)位于导轨(6)的一侧并由伺服电机(43)驱动，带动台车(8)沿导轨(6)滑行，需要台车(8)相对吊臂静止时能够锁定台车(8)的位置；卷轴(11)由伺服电机(42)驱动，钢丝吊绳(10)的一端固定在卷轴(11)上，另一端绕过台车(8)并用于吊装负载(9)；导轨(6)末端上的导轨固定板(13)安装有配重(12)起到平衡吊臂的作用；各伺服电机内部由一个电机和一个位置编码器构成；
船体摇摆模拟装置：用于模拟实际船体在复杂海况中的运动状况，并为起重机模拟装置引入外界干扰；包括下底座盘(14)和上底座盘(17)以及三套相同的升降机构，升降机构包括螺母轴(15)、四孔连接器(16)、螺纹轴支撑架(18)、螺纹轴(19)、锥齿轮副(20)、传动轴(21)和伺服电机(41)，其中四孔连接器(16)套接在螺母轴(15)及上底座盘(17)外露的连接杠(38)上；由于正交对称的四个孔套在连接杠(38)上，连接杠(38)能够在孔内伸缩和旋转，故螺母轴(15)旋转被限制并且上底座盘(17)随螺母轴(15)一起升降运动；螺纹轴(19)的下端安放在下底座盘(14)上，由立轴承、侧轴承及相应的螺纹轴支撑架(18)保证螺纹轴绕竖直方向旋转，螺纹轴(19)的中下端通过锥齿轮副(20)及传动轴(21)连接侧放于下底座盘(14)的伺服电机(41)，各伺服电机内部由一个电机和一个位置编码器构成；
状态测量装置：用于实时测量起重机模拟装置和船体摇摆模拟装置的状态量信息，并发送给控制系统；状态量信息包括：船体摇摆装置中三个升降点的运动高度h1、h2、h3，起重机吊臂的俯仰角δ1、回转角δ2，台车(8)沿导轨(6)方向运动位移L，钢丝吊绳(10)的长度l，以及钢丝吊绳(10)的二维摆角θ1、θ2；具体而言，驱动三个升降点运动的型号、配置完全相同的三台伺服电机(41)，其位置编码器分别测量对应升降点运动高度h1、h2、h3，同时计算机内部程序求出相应的运动速度，据此推出船体摇摆模拟装置的上底座盘(17)及安装在其上的起重机模拟装置的角速度向量NωS和升降速度由与回转传动器(1)连接的伺服电机(40)和与俯仰传动器(4)连接的伺服电机(39)的位置编码器分别测量起重机吊臂的俯仰角δ1和回转角δ2；由与闭环同步轮带(7)连接的伺服电机(43)的位置编码器测量台车(8)沿导轨(6)方向运动位移L；由与卷轴(11)连接的伺服电机(42)的位置编码器测量钢丝吊绳(10)的长度l；由包括旋转编码器(33)的二维摆角检测装置测量钢丝吊绳(10)的二维摆角θ1、θ2；所述的二维摆角测量装置包括安装在台车(8)上的两个半圆弧形摆架，内半圆弧摆架(30)的外径小于外半圆弧摆架(31)的内径，内半圆弧摆架(30)和外半圆弧摆架(31)绕着各自的旋转轴转动，两个半圆弧形摆架的旋转轴位于同一平面上，且相互正交，交点与两个半圆弧圆心重合，并与钢丝吊绳(10)起摆点的定位孔(32)圆心重合，两个半圆弧形摆架的旋转轴各有一端安装旋转编码器(33)，旋转编码器(33)用于测量半圆弧形摆架的旋转角，两个半圆弧摆架中间具有用于使钢丝吊绳(10)通过的光滑开缝(34)，旋转编码器(33)为中空/盲孔增量式光电编码器；
控制系统：用于接收状态测量装置所测量的起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置的状态量信息，并根据该状态量信息，按照预定的控制方法实时地计算出相应的控制信号，然后将控制信号发送到相应的伺服电机，从而控制起重机模拟装置及船体摇摆模拟装置按预定要求运行；包括安装有实时环境的计算机和数据采集卡，所述数据采集卡能够采集伺服电机中各路位置编码器信号及二维摆角检测装置中旋转编码器(33)信号，并同时能够输出模拟控制信号，控制系统采用基于MATLAB软件中RTW(RealTimeWorkshop)模块的实时环境，按照预定的控制方法实时地计算出相应的控制信号并经由运动控制卡转化为控制电压后发送到起重机模拟装置和船体摇摆模拟装置的伺服电机上。
2.根据权利要求1所述的船用起重机自动控制实验系统，其特征在于控制系统采用的控制信号为按照预定的控制方法实时计算得出的信号，所述预定的控制方法是现有各种控制方法中的任意一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510884906.9A CN105549386B (zh) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 船用起重机自动控制实验系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510884906.9A CN105549386B (zh) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 船用起重机自动控制实验系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105549386A true CN105549386A (zh) | 2016-05-04 |
| CN105549386B CN105549386B (zh) | 2018-01-19 |
Family
ID=55828638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510884906.9A Active CN105549386B (zh) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 船用起重机自动控制实验系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105549386B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105905258A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-31 | 杨志泉 | 一种彻底解决晕船的机电一体化系统 |
| CN106769153A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-05-31 | 南开大学 | 船用起重机自动控制实验系统 |
| CN111123705A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-05-08 | 南京航空航天大学 | 一种螺旋桨及传动轴系统的主动振动控制的设计方法 |
| CN112379605A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-19 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 基于视觉伺服的桥式起重机半实物仿真控制实验系统及方法 |
| CN112628369A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-09 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种无回程误差摇摆运动结构 |
| WO2021196125A1 (zh) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | 唐山哈船科技有限公司 | 一种海上补给系统和方法 |
| CN113706453A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-11-26 | 武汉船用机械有限责任公司 | 甲板起重机半物理训练方法及装置、服务器 |
| CN114527647A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-05-24 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于自适应滑模变结构的船用起重机减摆控制方法 |
| CN114879504A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-09 | 南京工业大学 | 一种四自由度船用旋转起重机的自适应非线性控制方法 |
| CN115597487A (zh) * | 2022-10-11 | 2023-01-13 | 中山芯承半导体有限公司（Cn） | 一种用于测量印刷电路板层间偏移量的测量方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007161393A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | クレーンの振れ止め制御方法 |
| CN101419764A (zh) * | 2008-10-17 | 2009-04-29 | 南开大学 | 桥式吊车自动控制实验系统 |
-
2015
- 2015-12-04 CN CN201510884906.9A patent/CN105549386B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007161393A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | クレーンの振れ止め制御方法 |
| CN101419764A (zh) * | 2008-10-17 | 2009-04-29 | 南开大学 | 桥式吊车自动控制实验系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 王鹏程等: "回转旋臂式船用起重机的动力学分析与建模", 《机械工程学报》 * |
| 马博军等: "三维桥式吊车建模与仿真平台设计", 《系统仿真学报》 * |
| 马博军等: "三维桥式吊车自动控制实验系统", 《控制工程》 * |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105905258A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-31 | 杨志泉 | 一种彻底解决晕船的机电一体化系统 |
| CN106769153A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-05-31 | 南开大学 | 船用起重机自动控制实验系统 |
| CN106769153B (zh) * | 2017-01-24 | 2019-03-05 | 南开大学 | 船用起重机自动控制实验系统 |
| CN111123705A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-05-08 | 南京航空航天大学 | 一种螺旋桨及传动轴系统的主动振动控制的设计方法 |
| WO2021196125A1 (zh) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | 唐山哈船科技有限公司 | 一种海上补给系统和方法 |
| CN112379605A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-19 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 基于视觉伺服的桥式起重机半实物仿真控制实验系统及方法 |
| CN112628369A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-09 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种无回程误差摇摆运动结构 |
| CN113706453A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-11-26 | 武汉船用机械有限责任公司 | 甲板起重机半物理训练方法及装置、服务器 |
| CN113706453B (zh) * | 2021-07-09 | 2024-03-05 | 武汉船用机械有限责任公司 | 甲板起重机半物理训练方法及装置、服务器 |
| CN114527647A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-05-24 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于自适应滑模变结构的船用起重机减摆控制方法 |
| CN114527647B (zh) * | 2021-12-14 | 2022-09-30 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于自适应滑模变结构的船用起重机减摆控制方法 |
| CN114879504A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-09 | 南京工业大学 | 一种四自由度船用旋转起重机的自适应非线性控制方法 |
| CN114879504B (zh) * | 2022-05-26 | 2023-08-29 | 南京工业大学 | 一种四自由度船用旋转起重机的自适应非线性控制方法 |
| CN115597487A (zh) * | 2022-10-11 | 2023-01-13 | 中山芯承半导体有限公司（Cn） | 一种用于测量印刷电路板层间偏移量的测量方法 |
| CN115597487B (zh) * | 2022-10-11 | 2023-09-15 | 中山芯承半导体有限公司 | 一种用于测量印刷电路板层间偏移量的测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105549386B (zh) | 2018-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105549386B (zh) | 船用起重机自动控制实验系统 | |
| Huang et al. | Design and performance analysis of a tracked wall-climbing robot for ship inspection in shipbuilding | |
| CN101723239B (zh) | 吊钩姿态检测装置和起重机 | |
| CN102539185B (zh) | 用于巡视器地面行走试验的月面重力模拟系统 | |
| CN111409069B (zh) | 一种可变结构的绳索牵引并联机器人的运动学速度求解方法 | |
| CN109733530B (zh) | 一种串并联六自由度主动波浪补偿平台 | |
| CN101419764A (zh) | 桥式吊车自动控制实验系统 | |
| CN109720609A (zh) | 一种悬吊式微重力模拟装置及控制方法 | |
| CN103846649A (zh) | 一种用于精密装配的两级并联机器人装置 | |
| WO2012092734A1 (zh) | 叶片静态加载台及叶片静态试验系统 | |
| CN105599922A (zh) | 一种1/6g低重力平衡吊挂装置 | |
| CN103588095A (zh) | 摆角测量装置及起重机械 | |
| CN106769153B (zh) | 船用起重机自动控制实验系统 | |
| CN111348544A (zh) | 吊重时显示实时吊钩偏角监控装置及起重机 | |
| CN114608798A (zh) | 一种船用收放系统主动波浪补偿性能的陆上试验方法 | |
| CN104460341A (zh) | 一种模拟火箭发射的索机构实验装置 | |
| CN203624858U (zh) | 摆角测量装置及起重机械 | |
| Yang et al. | A flexible rope crane experiment system | |
| CN105157737B (zh) | 轨道移动式多维测量平台及其控制方法 | |
| CN115019596A (zh) | 一种多自由度运动模拟平台 | |
| CN103134535A (zh) | 轨道式多维测量平台 | |
| CN114279678A (zh) | 一种用于船舶与海洋工程结构水池实验用的空间运动机构 | |
| CN113460881B (zh) | 一种基于四索限位的海上稳定吊装起重机 | |
| TW498050B (en) | Imbalance monitor device for tower-type crane | |
| CN104142243B (zh) | 一种全液压驱动并联柔索控制船用电梯试验台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |