李東　童志銀

摘 要：格式抓斗卸船機(jī)在散貨碼頭中被廣泛應(yīng)用。不過(guò)在整體作業(yè)過(guò)程中，有諸多因素會(huì)引起抓斗搖擺，降低了作業(yè)效率和生產(chǎn)安全性。該文對(duì)橋式手機(jī)抓斗的定位和控制予以分析，通過(guò)雙回路控制系統(tǒng)，對(duì)小車(chē)位置和負(fù)載擺各自予以控制，以便能夠?yàn)楣こ虒?shí)際工作選取合適的控制方法提供一些指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：橋式卸船機(jī) 抓斗 定位 防擺控制

中圖分類(lèi)號(hào)：U653.928 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（a）-0085-01

橋式抓斗卸船機(jī)在散貨碼頭業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。不過(guò)卸船機(jī)在作業(yè)期間，由于小車(chē)的速度轉(zhuǎn)換、抓斗的負(fù)載升降和擾動(dòng)等諸多因素，會(huì)造成抓斗出現(xiàn)搖擺現(xiàn)象。抓斗搖擺會(huì)很大程度地影響作業(yè)效率，加大整臺(tái)機(jī)子的結(jié)構(gòu)負(fù)荷，同時(shí)還會(huì)影響生產(chǎn)安全性。小車(chē)定位和抓斗搖擺控制是實(shí)現(xiàn)抓斗卸船機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的主要技術(shù)。該文從小車(chē)定位和抓斗搖擺兩個(gè)方進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)具有兩個(gè)回路的控制系統(tǒng)，對(duì)兩者進(jìn)行控制。

1 卸船機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型

卸船機(jī)的簡(jiǎn)化模型如圖1所示。

其中，M為小車(chē)質(zhì)量；m為負(fù)載質(zhì)量；θ為懸繩的擺角；l為懸繩的繩長(zhǎng)；xM為小車(chē)的位移；xm為抓斗的水平方向位移；ym為抓斗的垂直方向位移；xd為抓斗與小車(chē)的相對(duì)位移；f為小車(chē)的牽引力；F為抓斗的牽引力。

假設(shè)：

a.小車(chē)和負(fù)載分別為質(zhì)點(diǎn)；

b.與小車(chē)牽引的摩擦力不予以考慮；

c.懸繩的質(zhì)量以及其引起的長(zhǎng)度變化不予以考慮；

d.空氣阻力不予以考慮；

e.小車(chē)和負(fù)載運(yùn)動(dòng)于x-y平面之上。

系統(tǒng)的控制是為了能夠控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)小車(chē)帶動(dòng)負(fù)載安全的抵達(dá)目標(biāo)位置，而且要求定位準(zhǔn)確及負(fù)載無(wú)擺動(dòng)，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是使xM，和在抵達(dá)至目標(biāo)位置的時(shí)候降低為0。

2 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

采用橋式卸船機(jī)的線性二次型最優(yōu)的控制方法，對(duì)控制系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行比較和驗(yàn)證。

2.1 線性二次型最優(yōu)控制

如果把小車(chē)位移xM定義成對(duì)目標(biāo)位置的相對(duì)位移，那么就給予控制作用u，依照線性二次型最優(yōu)控制原理，能夠得到狀態(tài)方程的狀態(tài)變量為0，實(shí)現(xiàn)小車(chē)準(zhǔn)確抵達(dá)目標(biāo)位置，并且抓斗無(wú)擺動(dòng)。

3 結(jié)語(yǔ)

在抓斗卸船機(jī)作業(yè)的整個(gè)過(guò)程中，小車(chē)的速度轉(zhuǎn)換、抓斗的負(fù)載升降和擾動(dòng)等諸多因素都會(huì)引起抓斗搖擺。抓斗搖擺會(huì)很大程度的影響卸船機(jī)結(jié)構(gòu)壽命和安全生產(chǎn)。該文對(duì)橋式手機(jī)抓斗的定位和控制予以分析，通過(guò)雙回路控制系統(tǒng)，對(duì)小車(chē)位置和負(fù)載擺各自予以控制，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明了模糊控制方法和常規(guī)PID控制方法的可行性，不過(guò)仍然需要進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

參考文獻(xiàn)

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