陈杰[1]2011年在《履带起重机力矩限制器算法研究》文中指出履带起重机是现代工程建设中最为常见的流动式起重机之一,而力矩限制器则是履带起重机安全监控系统中的最为核心的装置。随着履带起重机的作业安全性和可靠性要求越来越高,配套的力矩限制器自身精度的要求也越来越高。本文以大连理工大学与上海派芬自动控制技术有限公司联合开发的履带起重机力矩限制器工程项目为背景,提出了履带起重机最为常见的几种力矩限制器核心算法,进而通过现场试验进行验证,最后针对小型履带起重机与中大型履带起重机的力矩限制器算法分别进行理论修正。论文中的主要工作和研究成果具体如下：(1)针对履带起重机臂架系统,引入了铁木辛柯(一译铁摩辛柯)梁理论与格构式构件等效惯性矩法,对履带起重机的臂架模型进行简化,同时对履带起重机臂架的受力状况进行具体分析。(2)对于小型履带起重机,通过铁木辛柯梁理论和格构式构件等效惯性矩法,对臂架根部角度进行修正,从而达到提高算法精度的目的,并通过80吨履带起重机现场验证性试验,论证算法及算法修正理论的可行性。(3)对于中大型履带起重机,通过铁木辛柯梁理论和格构式构件等效惯性矩法,同时对臂架根部角度与臂架头部角度进行修正,进而得到修正后的臂架角度计算值,最终达到提高算法精度的目的,并通过750吨履带起重机现场验证性试验,论证算法及算法修正理论的可行性。(4)通过两次现场验证性试验,进一步分析和验证了臂架幅度,臂架长度对履带起重机力矩限制器算法精度的影响。本文着重研究了履带起重机力矩限制器核心算法及算法修正理论,该研究成果已初步应用于实际产品开发中,并为指导履带起重机力矩限制器算法的设计与完善提供了理论依据。
游向荣[2]2006年在《回归分析在起重机力矩限制器中的应用研究》文中进行了进一步梳理本文首先分析了单片机力矩限制器的缺点和不足,从而说明将可编程控制器(PLC)应用起重机力矩限制器具有实际意义。可编程控制器(PLC)具有强大控制、模拟量处理和数学运算等功能,使其能够应用于起重机力矩超载保护中。大型工程机械如门座起重机、固定回转起重机等已采用PLC作为核心控制部件,对整机的运行进行控制,而另行单独配置力矩限制器。鉴于此,本文作者考虑将力矩限制器的功能通过PLC来实现,以充分利用PLC的强大功能和高可靠性,同时也降低了起重机的制造成本。对于臂杆角度和长度可变的起重机而言,其起吊重量极限值是变化的,这就要求事先建立这类起重机的起重特性曲线的数学模型,然后再让PLC程序按照给定的数学模型对起重机进行安全作业保护。起重机的起重量—幅度(Q—R)曲线都不是标准曲线,将PLC应用于起重机力矩保护需要我们进行曲线模拟,找出相应的精确计算公式。起重机的Q—R曲线具有线性和非线性的特点,采用单一的线性或非线性回归模型很难得出Q—R曲线的精确数学模型。本文对起重机的起重量—幅度(Q—R)曲线精确回归模型的建立方法进行了分析和研究,并对起重机Q—R曲线PLC控制的实现进行了实验研究。
鲁金龙[3]2012年在《大型船用起重机安全保护技术的研究》文中研究说明随着海洋资源开发的迅速发展,越来越多的海洋工程作业项目需要由大型起重船来协助完成。由于深海钻井设备的大型化,起重船的起重量已经达到千吨级,甚至万吨级。起重机如果出现安全事故,轻则导致臂架断裂、货物坠落,严重时甚至会导致船毁人亡的后果。因此,本文对2×8000吨大型船用起重机系统的安全保护技术展开研究。本文根据起重机的16点起重量-幅度表,拟合出起重量-幅度曲线,对起重量一幅度表的直线部分和非直线部分进行了回归分析与建模,再利用最小二乘法拟合出起重机的力矩限制曲线。由于大型称重传感器进行实时载重测量时,自身存在非线性输入输出关系。因此本文对称重传感器的输出进行了反非线性拟合,同时还考虑了其他因素对称重结果的影响,得到校正后的准确载重量,并推导出了载重量的最终测算公式。本文采用双层卷绕法来对起重机的起升高度进行测量。首先对双层卷绕法进行了详细分析介绍；推导出了起重机吊钩起升高度的计算公式。由于双层卷绕法对起重机的钢丝绳有着较为严格的要求。因此,论文对钢丝绳的保护展开研究,并总结出了相应的保护措施。本文还对两台起重机并联运行时的双臂防碰撞问题进行了研究。通过绝对编码器我们可以获得两台起重机的臂架幅度角与塔基旋转角度,然后,运用投影法建立起重机的二维投影模型,分析四象限双臂防碰撞的问题。最后得出两台起重机不发生碰撞时的安全角度范围。论文利用西门子PLC-200软件实现了起重机的力矩限制保护功能与防碰撞安全保护功能。
马松龄[4]2005年在《塔式起重机运行状态监控系统研究》文中研究说明塔式起重机(简称塔机)作为主要物料运输机械在建筑业得到了广泛应用。尤其近年来随着高层、超高层建筑的兴起,塔机在现代化建筑施工过程作用越来越大,并且不断向大型化、智能化方向发展。但目前在建筑施工过程中,由塔机事故引起的人员伤亡和设备损毁屡屡发生,重大事故发生率居高不下,塔机的安全性能已成为威胁建筑工人生命和国家财产的大问题,塔机运行状态在线监测刻不容缓。 本论文研究工作主要包括以下几方面:通过对大量文献检索和分析研究,确定了对塔机安全影响最大的运行状态参数,对监测参数进行了优化,使在线实时监测变得更易操作:提出全新的起重力矩和起重量检测方法和测量数学模型,运用函数型连接神经网络解决了起重力矩和起重量在线测量中的非线性问题,使得计算过程简单,测量数据准确;采用可编程控制器(Programmable Logic Controller简称PLC)实现对塔机拖动系统和状态监测系统的一体化控制,使塔机工作运行更加稳定、可靠;在PLC网络方面进行了探索,用上位机管理控制塔机或机群的运行,实现PLCI/O口的状态监测、过程变量监测和塔机的运行状态参数监测,能够实现PLC任意I/O口的状态控制以及塔机的线控功能,这种技术对塔机的检修、检测十分方便;将虚拟仪器技术引入塔机运行状态监测领域,利用LabVIEW平台构建了塔机运行状态监控虚拟仪器系统,为后面进行塔机故障诊断打下了基础。 本论文创新点在于:提出塔机起重力矩和起重量测量数学模型,并对其进行理论分析和实验研究,运用函数型连接神经网络解决了测量中的非线性问题。应用虚拟仪器技术构建了塔机运行状态监控系统,为进一步的故障诊断打下基础。
王超杰[5]2005年在《起重设备的稳定与安全防护控制系统应用研究》文中提出针对我国工程机械较之国外先进产品其安全性能差、自动化智能化程度水平不高的现状，本文选择应用面广、应用量大而事故率又较高的汽车起重机为研究对象，以工程应用为目标，对起重机的安全防护系统及其自动化智能化进行了应用研究。首先通过对影响其稳定性因素的理论分析并参考国外先进技术，对国产起重机上装备的安全防护系统力矩限制器的的总体方案进行了探讨，确定采用以单片机为核心的数字模拟控制方式；其次就系统的硬件设计做了详细的论述，包括对前向通道、后向通道、最小系统及其外围扩展、看门狗电路和人机交流等的参数论定和元器件选择，并完成了力矩限制器的软件功能实现及为提高系统抗干扰应采取的软硬件措施；论文还就起重机工作前的平衡调节系统的改进作了探讨，设计出结构简单、性能可靠的平衡判定器和平衡判定调节器；再者，对起重机安全防护系统的触电保护系统作了初步探讨；在本文的最后，将力矩限制器系统、工作前的平衡调节系统和触电保护系统做成了一个综合系统，既提高了整个安全防护系统的性能，又简化了机构，易于操作和控制。上述对起重机安全防护系统的研究略加修改便可推广应用到其它工程机械中去。
李玉忠[6]2010年在《智能型港口起重机用力矩限制器的研究》文中认为作为起重机上的超载保护装置,力矩限制器为起重机的安全工作提供了非常重要的保障。针对目前港口起重机使用的力矩限制器功能比较单一,适应性差的现状,本文在对国内外力矩限制器作了深入的对比和分析的基础上,借鉴了它们的成功经验,对港口起重机用力矩限制器的总体方案进行了研究。采用了以单片机80C31为核心的数字模拟控制方式,对系统的软、硬件设计做了详细的论述。其中包括了对系统的前向通道和基本控制系统及其外围扩展的设计;人机交流环节及看门狗电路的参数论证和元器件选择;开发了相应的力矩限制器功能软件;采取必要的软硬件措施来提高系统抗干扰能力。提出了系统主控单元与显示单元相互分离的设计思想,显示单元选用了8255作为控制器,并采用了界面简单,运行可靠的4位码液晶显示面板,可对起重机的工况参数进行实时动态显示。同时自主开发了新的通讯协议来保证两个单元之间的数据传输。该独特的系统解决方案具有通用性好、多功能、高精度、维护方便等优点。本系统已在实际应用中取得良好效果,完全实现了预定的设计目标。
皮红梅[7]2000年在《固定回转式起重机力矩限制器的研究与开发》文中指出起重机是一种蕴含多种危险因素的大型设备，操作不当或超载，容易引起翻车、折臂等无法挽回的后果，因此对16吨以上的起重机要求安装安全保护设备，一般称为力矩限制器。本文在研究、参考国内外现有力矩限制器的基础上，充分利用现代电子、计算机、传感测试等方面的技术成果，开发了新一代的力矩限制器。它具有检测、实时显示和控制起重机工作参数的功能，并能通过声、光报警提醒工作人员的注意。本文主要以提高系统先进性与可靠性为主， 在对力矩限制器进行总体方案设计的基础上，开发了新一代力矩限制器的整个系统电路并用汇编语言编写了系统控制软件。此外，本文还采用了一系列软、硬件保护措施来提高系统的抗干扰能力。
高峰[8]2013年在《履带起重机副臂工况力矩限制器算法研究》文中提出履带起重机是一种应用非常广泛的流动式起重机。随着对履带起重机安全与可靠性的要求越来越高,对主要承担履带起重机安全监控作用的力矩限制器系统要求越来越高。特别是履带起重机臂架工况组合复杂,对于固定副臂和塔式副臂等复杂工况的力矩限制器系统精度一直是力矩限制器研究的难点。本文以大连理工大学机械工程学院与上海派芬自动控制技术有限公司合作的力矩限制器系统开发实际项目为背景,对履带起重机力矩限制器算法关键技术进行研究。主要工作内容如下：(1)对影响履带起重机力矩限制器精度的因素进行总结,阐述了力传感器取力方式、外部因素以及履带起重机内部因素等对力矩限制器算法的影响。(2)对履带起重机副臂工况力矩限制器算法进行详细阐述,采用齐次坐标变换法表述履带起重机副臂工况的运动,由此得到工作幅度基本算法；针对具体的固定副臂和塔式副臂工况,通过各自静力学平衡推导出工作载荷的基本算法。(3)以160t履带起重机为试验对象,对固定副臂工况组织力矩限制器现场测试,通过测试结果,并结合理论分析,寻找影响力矩限制器固定副臂工况精度的主要因素。针对影响精度的主要因素提出一种改进算法,并通过有限元仿真以及现场试验数据验证,证明改进型算法的可行性。本文分析了影响履带起重机力矩限制器精度的因素,着重对履带起重机副臂工况力矩限制器的算法进行了研究,为国内力矩限制器算法的设计提供了一种实用的方法,该研究成果已经初步应用于产品实践。
杨宇波[9]2014年在《一种智能力矩限制器的设计与研究》文中研究指明塔式起重机是城市化建设中不可或缺的工具，其中安全承载和防碰撞是塔机安全关注的主要问题。安全承载主要依靠塔机力矩限制器实现，而力矩限制器则存在预置锁死点离散分布，散点之间承载能力模糊的问题。防碰撞主要依靠根据现场情况对塔机吊臂和挂钩进行活动区域限制来实现，大大影响了工作效率。因此，本文结合实际项目对以上两个问题进行研究并提出解决方案，做了如下几步工作：研究了国内外塔机力矩限制器的研究背景及现状，提出基于回归分析法的Q-R曲线软件拟合算法，实现了对实际Q-R曲线的高精度预测。将现有载重数据散点图进行了分段式拆分，并针对各个部分的特点进行了相关曲线拟合工作，对其进行了可信度测评，证实相关拟合工作达到了设计要求。提出一种基于能量消耗最优的塔机与障碍物之间防碰撞的解决方案。基于多边形建模障碍避让法，以实际操作为指导，在尽量不影响后续操作并尽可能的节约能量消耗的前提下，提出建立避让缓冲区，针对不同的后续操作与障碍位置情况，确定避让方法。基于回归分析法对Q-R曲线进行拟合，以及基于能量消耗最优防碰撞算法，设计了基于C8051F330的智能力矩限制器，实现了对塔机Q-R曲线拟合、载荷管理及防碰撞功能。对软硬件系统进行综合调试与测试表明：该系统对塔机的实际承载能力实现了精确管理，提高了塔机的安全性；系统防碰撞机制运转正常，实现了能量消耗最优的防碰撞的设计要求。
牟晶晶[10]2012年在《折臂式随车起重机力矩限制器算法研究》文中认为折臂式随车起重机凭借其快捷、灵活和多功能等优点,在各种工程建设和生产生活中应用越来越广泛,与此同时,折臂式随车起重机作业安全性也越来越受到用户和生产厂商的共同重视。力矩限制器是国家强制要求安装的起重机安全监控装置,而折臂式随车起重机在结构和性能上与其他起重机不同,因此其力矩限制器的算法原理与常见的力矩限制器也有较大不同。本文结合折臂式随车起重机的结构和起重性能表的特点,以大连理工大学工程机械研究中心与上海派芬自动控制技术有限公司合作开发的折臂式随车起重机的力矩限制器项目为背景,研究了具有二维起重性能表的折臂式随车起重机力矩限制器算法并设计了基于算法的系统硬件和软件。本文主要研究内容如下：(1)分析了折臂式随车起重机臂架的机构和运动,提出了在臂架运动构件上设定坐标系运用齐次坐标变换法建立臂架的运动学方程,进而求解起重机的作业幅度和相对作业高度。通过ADAMS对臂架模型进行运动学仿真验证臂架位姿算法的准确性。(2)分析了折臂式随车起重机二维分布的起重性能表,用基于最小二乘法的多项式曲线拟合的方法建立等起重量曲线的数学模型,然后依据起重机的作业幅度和高度带入起重性能模型计算实时的额定起重量。(3)设计了折臂式随车起重机力矩限制器的控制策略,详细分析了折臂式随车起重机在发生超载时不同臂架姿态下的危险动作,给出了相应的控制方法。(4)基于本文所设计的折臂式随车起重机力矩限制器算法,设计了力矩限制器系统的硬件构成,编写了相应的控制器和显示器人机界面软件并进行了调试。本文设计的折臂式随车起重机力矩限制器为监控起重性能二维分布的折臂式随车起重机作业安全提供了新的方法,具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1]. 履带起重机力矩限制器算法研究[D]. 陈杰. 大连理工大学. 2011
[2]. 回归分析在起重机力矩限制器中的应用研究[D]. 游向荣. 武汉科技大学. 2006
[3]. 大型船用起重机安全保护技术的研究[D]. 鲁金龙. 大连海事大学. 2012
[4]. 塔式起重机运行状态监控系统研究[D]. 马松龄. 西安建筑科技大学. 2005
[5]. 起重设备的稳定与安全防护控制系统应用研究[D]. 王超杰. 西安电子科技大学. 2005
[6]. 智能型港口起重机用力矩限制器的研究[D]. 李玉忠. 天津大学. 2010
[7]. 固定回转式起重机力矩限制器的研究与开发[D]. 皮红梅. 大连理工大学. 2000
[8]. 履带起重机副臂工况力矩限制器算法研究[D]. 高峰. 大连理工大学. 2013
[9]. 一种智能力矩限制器的设计与研究[D]. 杨宇波. 湖南科技大学. 2014
[10]. 折臂式随车起重机力矩限制器算法研究[D]. 牟晶晶. 大连理工大学. 2012
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