Система оптимального керування рухом мостового крана

Автори: Ловейкін В. С., Ромасевич Ю. О., Крушельницький В. В.
Номер журналу: Підйомно-транспортна техніка, 2019, №1(60)
Сторінки: 46-58
DOI: 10.15276/pidtt.1.60.2019.05
Анотація: У статті розроблено підхід щодо оптимізації керування рухом мостового крана із вантажем на гнучкому підвісі. Для постановки задачі використано інтегральний критерій, який відображає небажані показники руху системи. Для розрахунків використано математичну тримасову модель руху крана, яка враховує коливання вантажу на гнучкому підвісі та пружні коливання кранової металоконструкції. У оптимізаційній задачі враховані також крайових умов руху зведених мас крана та вантажу, які забезпечують усунення коливань вантажу на гнучкому підвісі (крайові умови відповідають режиму розгону крана). Розв’язок задачі знайдено із використанням класичного варіаційного числення. Для цього знайдено необхідну умову мінімуму інтегрального функціоналу – рівняння Ейлера-Пуассон, яке є однорідним диференціальним рівнянням дванадцятого порядку. Знайдений розв’язок рівняння представлено у аналітичному вигляді. Проведений аналіз результатів розв’язку задачі показує, що рівень динамічних зусиль у елементах крана є незначним. Крім того, встановлено вплив тривалості керованого режиму руху на їх рівень. Реалізація оптимального керування виконана сучасними засобами мікроелектроніки та керованого електроприводу. Для врахування змінних параметрів системи „кран - вантаж” розроблено блок, який дає змогу опитувати датчики довжини гнучкого підвісу вантажу, маси вантажу та оперативно передавати дані до мікроконтролера системи керування. Для роботи системи розроблено спеціалізоване програмне забезпечення. Воно дає змогу, враховуючи фактичні параметри керованої системи, розраховувати оптимальні режими пуску та гальмування крана. Ще одна функція розробленого програмного забезпечення полягає у керуванні частотним перетворювачем, який виступає у ролі джерела живлення електроприводу механізму переміщення крана. Це реалізовано шляхом відправки на частотний перетворювач керуючих сигналів щодо частоти напруги живлення приводного двигуна.
Ключові слова: мостовий кран, система керування, оптимізація, динамічні зусилля.
Завантажити статтю