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起重船吊物动力响应及主动控制研究

刘伟  
【摘要】:随着社会的进步,人类活动的范围越来越广,生产能力越来越强,随之而来的问题就是资源的大量消耗。陆上资源和空间已难以满足社会发展的需求,世界各国越来越重视海底资源的开发。作为重要的海洋工程船舶,起重船有了广阔的用武之地。因为起重船在不稳定的海面上工作,复杂的环境荷载常常引起起重船的大幅运动,进而引起吊物出现升沉和摆动。这不但给起重船工作带来安全隐患,还影响其工作效率,工期难以预期。因此,准确的得到吊物的动力响应,分析其影响,并实施主动控制是起重船设计中的关键任务。 基于起重船实际工作中遇到的问题,本文以多体动力学为基础,建立了起重船的动力学模型。模型中主要涉及臂架的变幅、回转以及吊索的起升运动。应用龙格-库塔方法求解动力方程。选取某大型起重船作为计算模型,使用本文研究的方法,重点分析由船体运动引起的吊物系统动力响应。选取PID控制,建立受控系统的数学模型。运用MATLAB编程,调节PID控制器的相关参数,减小吊物系统的动力响应,实现对吊物的主动控制。


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