桥式起重机吊重偏摆系统的动力学仿真.pdf

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1、第30卷第3期森林工程Vo1_30No．32014年5月F0RESTENGINEERINGMfdy．，2014桥式起重机吊重偏摆系统的动力学仿真薛伟，万雷(东北林业大学工程技术学院，哈尔滨150040)摘要：结合桥式起重机工作特点，应用拉格朗日方程建立桥式起重机吊重偏摆系统的动力学模型。以QD32／5型号桥式起重机作为仿真对象，采用Matlab／Simulink仿真软件对系统在起停阶段和制动后的摆动情况进行仿真。分别控制钢丝绳长度为5m和10m，吊重质量为12．5t和25t，研究它们对系统振动特性的影响。仿真结果表明：吊摆系统在起停阶段做受迫摆动，制动后做有阻尼摆动；小车运行速度不

2、能稳定，定位的主要影响因素是吊重的质量；制动阶段最大摆角分别为0．12、0．12和0．18rad，需-Pc：0~以控制；制动后吊重摆动完全消除的时间都超过120S。关键词：桥式起重机；偏摆系统；振动特性；动力学仿真中图分类号：S776．3文献标识码：A文章编号：1001—005X(2014)03—0094—04DynamicSimulationoftheVibrationPerformanceofLiftingHeavy0bjectsDeflectionSystemsforOverheadCranesXueWei，WanLei(CollegeofEngineeringandTech

3、nology，NortheastForestryUniversity，Harbin150040)Abstract：ThispaperusesLagrangeequationstoestablishadynamicsdeflectionsystemmodelofaoverheadcranewhentranspor—tingheavyobjectscombingtheworkingcharacteristics．AnoverheadcranewithQD32／5modelischosenasthesimulationobject，U-singMatlab／Simulinksoftwar

4、etosimulatetheswingofthesystemfromthestartingphasetobrakingphaseandafterbrakingphase．Ropelengthiscontrolledat5metersand10metersandtheweightoftheobjectsiscontrolledat12．5tonsand25tonstostudytheireffectsonthevibrationcharacteristicsofthesystem．Thesimulationresultshowsthatthesystemisforcedtodothe

5、swingfromstartingphasetowardsbrakingphasewhileitconductsswingdampingafterbraking．Thespeedoftheliftingtrolleyisnotstableandthemainfactorofpositioningistheweight．Themaximumswinganglesinthebrakingphaseare0．12rad，0．12rad，and0．18rad，whichshouldbecontrolled．Ittakesmorethan120Sforeachoftheswingtobeco

6、mpletelyeliminated．Keywords：overheadcrane；deflectionsystem；vibrationcharacteristics；dynamicssimulation桥式起重机采用钢丝绳连接起重小车和吊装的而对吊摆系统振动特性的研究是对其控制方案设计重物，这种柔性连接方式一方面减少了起升时的冲的基础和参照。击载荷，另一方面，由于惯性的影响，吊重在横向针对吊摆系统的代表性研究中，钟斌将吊摆系搬运时的速度与起重小车的速度不同步，使得吊重统简化为二维质点系运动，采用矢量力学建立了系在钢丝绳末端做小幅度球面摆动，摆动过程从大、统的数学模型；薛伟应用拉格

7、朗日方程建立了小车的加速起动阶段到稳定运行阶段再到减速制动吊摆系统的4自由度动力学分析模型J，首次考阶段持续进行，吊重的摆动进而影响了大、小车运虑了吊重的长度对摆动的影响并引入“质杆”作行的速度特性。吊重摆动角度的控制和起重小车的为其中一个研究对象；Lee在建模基础上，分别采准确定位是一个关乎生产安全和生产效率的问题，用模糊控制和神经网络控制两种方法进行防摆控制；杜文正针对小车位移特性和吊重摆角特性分别设计了两个PID控制器。收稿日期：2013—08—27基金项目：黑