海洋工程大型起重船力矩限制器的设计.pdf

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1、海洋工程大型起重船力矩限制器的设计罗佳佳汤明清邱赤东1大连海事大学大连1160262大连重工·起重集团大连116013摘要：根据8000t大型起重船的16点起重量一幅度表，对力矩限制曲线进行回归分析，利用最小二乘法拟合出起重机的力矩限制曲线。由于大型起重船臂架的变形使称重传感器输入输出呈现非线性的关系，用最小二乘法对称重传感器的输出进行了反非线性拟合，得到校正后的准确载重量。利用ARM7单片机实现设计思路，完成了系统的硬件电路和软件程序的设计，所设计的系统可以实现称重的准确测量，力矩限制的极限时可以自动报警并切断不安全方向的操作，起到保护的作用。关键词：起重船；力矩限制器；ARM中图分类号：

2、U674．35文献标识码：A文章编号：1001—0785(2014)04—0030—04Abstract：Theregressionanalysisformomentlimitcurveisperformedaccordingtothe16一pointliftingcapacity—ampli—tudeformforlarge—scale8000tfloatingcranes，SOthatthemomentlimitcurveisfittedoutusingtheleastsquaremeth—od．Duetoboomdeformationofsuchcranes，weighingsenso

3、rshowsnon-linearrelationshipbetweeninputandoutput，theanti—nonlinearfittingisperformedforoutputl0ftheweighingsensorwiththeleastsquaremethod．inordertogetthecalibra-tedcorrectloadcapacity．ThedesignideaisrealizedusingARM7singlechiptomakethesystemdesignofhardwarecircuitandsoftwareprogram．Thedesignedsyst

4、emcancorrectlymeasuretheweight，performautomaticalarmincaseofuptolimi—tation，andcutoftheoperationinunsafedirection，forthepurposeofprotection．Keywords：floatingcrane；momentlimiter；ARM随着国内海洋资源的迅速发展，很多海洋工性曲线上的点都可用线性方程来描述，1即11111程都要由大型起重船来协助完成。如果起重船的Y()=a+bx(i)i：1，2，3⋯，n(2)／12／．．．／n起重量超过其臂架所能承受的最大负荷，就会导因

5、为拟合的起重特性曲线中用到＼了，n、个数据，、／致臂架断裂、货物坠落的严重后果。为了保证起就能得到一个由n个线性方程组组成的矩阵，即重机的安全，必须了解起重机的起吊情况，对于起重量的极限值随工作幅度的变换而变化的起重Y(1)机，必须随时估算获得当前额定起重量，估计不Y(2)●(3)准确就容易发生超载，导致事故的发生。本文设：计了一种基于ARM7的起重机力矩限制器，能够Y(11,)实现报警功能以及数据的远程显示和机旁显示。可以将以上公式简写为1力矩限制器的算法设计Y=XO(4)1．1力矩限制曲线的回归分析方法当残差最小时，可得出最小二乘估计1．1．1直线部分的回归分析方法=(XX)Y(5)用回

6、归分析方法确定额定起重量与工作幅度1．1．2非直线部分的回归分析方法之间直线部分的关系可表示为额定起重量与工作幅度之间非直线部分的关Y=a+bx(1)系用幂函数的形式来表示式中：表示起重机的工作幅度，Y表示起重Q=dL。(6)机在当前工作幅度时的额定起重量，根据起重特式中：Q表示额定起重量所引起的重力，性曲线，用最小二乘法来确定参数a、b。每条特kN；L。表示实际工作幅度，II1；b、d是回归方程一30一《起重运输机械》2014(4)哪栅涮的系数。1．2起重量一幅度表及力矩限制曲线用幂函数拟合对式(6)两边分别取对数得起重量一幅度表是起重机的一项很重要的数据，在力矩限制器中有重要的作用。根据

7、起重量log(Q)=log(d)+blog(L)(7)一幅度表和上面介绍的直线部分和非直线部分进令行回归分析法建立回归模型，得到力矩限制曲线Y=log(Q)，0=log(d)，=log(L)的方程式。起重机包括主钩和副钩，这里介绍主此时幂函数的拟合问题变成了线性方程的拟钩的回归模型、副钩的回归模型建立的方法跟主合问题，得钩一样，起重机主钩起重量一幅度表如表1所示，Y=口+6(8)主钩起重特性与力矩限制曲线的比