Аналіз експериментальних досліджень оптимального керування рухом механізму переміщення візка баштового крана
DOI:
https://doi.org/10.31548/machenergy2020.04.005Keywords:
баштовий кран, механізм переміщення візка, оптимальне керування, експеримент, коливання вантажу, оцінкаAbstract
У статті наведено опис лабораторної моделі стрілової системи баштового крана, вимірювально-реєструюче обладання (датчики, система збору даних, блок живлення тощо), силове керуюче обладнання (частотний перетворювач), програмне забезпечення для збору даних та для керування частотним перетворювачем. Проведено планування експериментів із досліджень оптимального керування руху моделі. Всі експерименти поділено на дві серії: для оптимального за швидкодією керування та для оптимального за інтегральним критерієм керування. Для першої серії експериментів незалежними факторами обрано масу вантажу (варіювалась на трьох рівнях) та довжину гнучкого підвісу (варіювалась на двох рівнях). Для другої серії експериментів було враховано ще один незалежний фактор – тривалість розгону (гальмування) візка. Цей фактор варіювався на тьох рівнях.
Аналіз експериментальних досліджень було проведено за величинами коефіцієнта варіації (відхилення теоретичних та експериментальних даних) та із використанням графічних залежностей. Результати аналізу показали досить високу збіжність отриманих у ході експеримента даних та даних, які були отримані розрахунковим шляхом. Наявні відхилення викликані неточністю задання параметрів системи, неврахованістю всіх значимих факторів, які впливають на рух системи, а також не якісною реалізацією керування під час різких змін швикості руху візка.
Наведено рекомендації, які дозволять усунути вказані фактори та забезпечити подальше вдосконалення техніки реалізації оптимального керування на практиці.
References
Bock M., Kugi A. (2014). Real-time Nonlinear Model Predictive Path-Following Control of a Laboratory Tower Crane. IEEE Transactions on Control Systems Technology. 22(4). 1461-1473.
https://doi.org/10.1109/TCST.2013.2280464
Liu Z., Yang T., Sun N., Fang Y. (2019). An Antiswing Trajectory Planning Method with State Constraints for 4-DOF Tower Cranes: Design and Experiments. IEEE Access. 1-1. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2915999
Sun N., Fang Y., Chen H., Lu B., Fu Y. (2016). Slew/Translation Positioning and Swing Suppression for 4-DOF Tower Cranes With Parametric Uncertainties: Design and Hardware Experimentation. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 63(10). 6407-6418.
https://doi.org/10.1109/TIE.2016.2587249
Sun N., Wu Y., Chen H., Fang Y. (2019). Antiswing Cargo Transportation of Underactuated Tower Crane Systems by a Nonlinear Controller Embedded With an Integral Term. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. 1-12. doi: 10.1109/tase.2018. 2889434.
Loveikin V. S., Romasevych Yu. O., Shumilov H. V. (2013). Tower crane regimes of lifting and derricking optimization. Kyiv. NULES of Ukraine. Publisher TsP «KOMPRINT». 174.
FR-E700. Frequency inverter. Manual / URL: https://chastotnik.com.ua/media/manuals/%D0%9F%D1 %80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0% D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B 5%D0%BB%D0%B8%20%D1%87%D0%B0%D1%81% D1%82%D0%BE%D1%82%D1%8B/Mitsubishi_Electric /FR-E/FR-E_manual_rus.pdf
ENC Series. Wheel type of Incremental Encoder URL: https://www.autonicsonline.com/image/pdf/ ENC. pdf
Data Sheet for Angle Sensors. Optical Encoders Series MOL40 URL: https://www.megatron.de/fileadmin/ user_upload/Datenblaetter/Winkelsensoren/Optische_Dre hgeber/DS_MOL40_en.pdf
Ying Bai. (2005). The windows serial port programming handbook. CRC Press LLC. 824.
Romacevych Y., Loveikin V., Stekhno O. (2019). Closed-loop optimal control of a system Trolley - Payload. UPB Scientific Bulletin, Series D: Mechanical Engineering. 81(2). 3-12.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Relationship between right holders and users shall be governed by the terms of the license Creative Commons Attribution – non-commercial – Distribution On Same Conditions 4.0 international (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
