一、桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制（论文文献综述）
张力升[1]（2021）在《基于模糊理论和IPSO算法的岸桥防摆控制系统研究》文中研究表明为满足岸边集装箱装卸桥高效率的装卸要求,促进港口物流行业的蓬勃发展,同步实现岸桥小车精准定位和吊载摆动控制是热门的研究课题。根据有无反馈信号,防摆技术主要有开环控制、闭环控制,其中开环控制对数学建模要求较高,鲁棒性差,所以控制效果一般;闭环控制在作业过程中实时采集摆角,控制效果较好。所以本文采用闭环控制方法对岸桥吊载摆动控制进行研究。首先建立岸桥吊载摆动系统的数学模型,利用分析力学中拉格朗日方程法推导岸桥吊载摆动系统的动力学微分方程,对岸桥吊载摆动系统数学模型的状态空间方程进行研究,证明了系统数学模型具有稳定性、能控性和能观性。在Simulink环境中建立岸桥吊载摆动系统模型,设计基于PID控制的岸桥防摆控制器,仿真结果表明基于PID控制的岸桥防摆控制器有一定的防摆效果,但存在不能实时整定参数的缺点。其次将常规PID控制与模糊逻辑思想相结合,形成岸桥防摆模糊自适应PID控制系统（FPID）,对岸桥防摆FPID控制的Simulink模型进行仿真分析,结果表明FPID控制系统能使小车快速到达目标位置且吊载最大摆角减小,但发现FPID控制器仍有改进空间。最后提出一种高效的改进粒子群算法（IPSO）对岸桥防摆PID控制器改进优化,形成岸桥防摆IPSO-PID控制的Simulink模型,并对其进行仿真分析,结果表明IPSO-PID控制系统能够同步实现岸桥小车精确定位和抑制吊载摆角,且动态性能好。本文岸桥防摆IPSO-PID控制系统对岸桥吊载防摆有一定的工程应用价值。
郭翔[2]（2021）在《助力吊系统设计及防摆控制》文中研究说明桥式助力吊作为起重机械的一种,它布局简单,操作灵敏,广泛应用于现代工业中的物料转移、部件装配等场合。随着物流自动化的发展,对操作人员的作业效率和系统性能提出越来越高的要求。由于桥式助力吊与负载之间是柔性绳索连接,如果驱动机构进行变速操作、或者负载受到外力作用,负载容易出现摆动,影响助力吊的工作效率,甚至导致重大的安全事故。因此桥式助力吊最基本以及最关键的目标是负载定位和负载消摆。桥式助力吊系统是一个典型的非线性控制系统,具有欠驱动性、强耦合性、不确定性等特点。此外助力吊与操作人员的交互方式不直观便捷,容易产生误操作,针对上述提出的问题,对桥式助力吊进行了研究。利用欧拉-拉格朗日方程建立助力吊数学模型,根据助力吊实际工作方式,将助力吊运动分为竖直运动和水平运动两部分,由于数学模型比较复杂,需要对数学模型进行简化和部分反馈线性化。其次,负载的轨迹是椭圆曲线,建立椭圆曲线方程,对模型中的参数进行修正。为完成负载的水平定位和防摆,基于能量函数表达形式构造备选函数,运用李雅普诺夫直接法设计控制算法,并验证控制算法在水平目标位置的渐进稳定性。为了降低算法的复杂度,并且减少算法所依赖的外部参数,定义一个耦合控制信号,重新构造备选函数。根据控制需求,设计位置跟踪控制器和速度跟踪控制器。为满足负载在竖直方向的随动控制,采用基于力传感器的微操作力控制方案,并确定操作力与电机转速的映射关系。为保证升降运动稳定进行,选用中位值平均法对力信号滤波,并根据数据传输需求设计了通信数据包格式。结合国内外研究的操作方式,设计一种手势检测和微操作力控制相结合的人机交互方式,最后搭建实验平台验证所设计的控制算法和交互方式。
马超[3]（2019）在《桥式抓斗卸船机控制系统研究与优化》文中研究说明随着港口吞吐量日益增加,对桥式抓斗卸船机的工作效率要求越来越高,手动或者基本半自动控制的桥式卸船机既不能满足高生产率的需求,又因为过多的人为操作因素增加了生产作业的安全风险,所以桥式抓斗卸船机控制系统的全自动化是目前国内外研究机构的主要研究方向。然而现实中,卸船机起重设备控制系统的自动化发展进程与自动化作业方式概念的提出时间是不成正比的,远远没有达到人们的预期。抑制运行过程中抓斗摆动及抓斗运行轨迹的优化是桥式卸船机控制系统实现自动化的关键环节。在吸取国内外关于桥式抓斗卸船机控制系统成熟部分的理论基础上,对桥式抓斗卸船机控制系统进行深入研究,通过分析桥式抓斗卸船机所处环境及小车-抓斗自身运行规律以及实时数据建立一个智能的闭环系统,建立数学模型,得出优化的模块和计算结果,运用相关理论计算小车与抓斗运行的各个阶段加速度相互匹配的控制方法,控制抓斗运行中的摆动,并优化控制抓斗系统运动轨迹。结合具体实际功能需求对变频器、PLC、编码器等软、硬件参数进行选型及调整,使其与通过计算得出的防摆及轨迹优化参数结合,实现控制系统自动化,达到优化控制系统目的。对实现桥式抓斗卸船机控制系统自动化的进步以及提高卸船机工作效率,降低卸船机操作人员的疲劳程度有一定现实意义。图44幅;表12个;参53篇。
安建平[4]（2018）在《基于激光三维视觉的大型散货船自动化作业动态场景构建及路径规划》文中研究表明桥式抓斗卸船机作为港口散货物料装卸的主要设备,具有适应码头恶劣作业环境、运行成本低等优点。为了适应散货物料运输高效化的发展需求,需要在实时获取作业场景动态变化的前提下,改进卸船机人工操作为主的工作模式,实现装卸作业自动化。本文利用激光三维扫描技术所具有的测量精度高、测量尺度大、抗干扰能力强等优点,针对卸船机自动化作业需要解决的作业场景构建、理解及抓斗路径规划等核心问题展开研究,主要研究内容如下:论文首先采用激光三维扫描技术对卸船机作业场景进行扫描,并利用扫描得到的点云数据实现对场景的三维重建。在三维点云场景中,研究采用基于SHOT特征匹配结合3D霍夫变换分割的方法实现参照反射板的识别定位,并根据相对位置关系进一步完成激光扫描仪在作业场景世界坐标系的定位。提出一种基于高程统计的方法对甲板平面进行分割,以及基于点云法向球特征的船舱平面分割RANSAC算法,并根据甲板、船舱平面确定抓斗工作的可行域;根据船舱位置分割出物料区域点云,实现对物料区域的网格划分,从而得到物料高程分布统计信息。研究了抓斗抓取点规划,抓斗运行过程中防撞、防摇、以及抛料卸料控制策略等问题,基于物料区域网格化的结果,分别从横向和纵向,也即大车和小车运动方向综合考虑了抓斗抓取点的自动规划策略;基于抓斗工作可行域提出了抓斗运行过程中的防撞策略。为了分析抓斗运行过程中的防摇和抛料卸料策略,首先建立了卸船机小车抓斗的物理模型,基于对模型的分析,提出了一种基于遗传算法优化的神经网络方法实现了小车抓斗起升联动阶段变绳长情况下的抓斗防摇摆控制;为了提高卸船机自动化作业的效率,提出了一种抛料卸料的方式,实现了动态卸料的方式,并综合考虑了卸料完成后返回海侧过程中的防摇摆问题。并基于Adams对小车抓斗系统进行了运动学仿真,验证了上述路径规划算法的有效性。基于VS和Qt编程环境,并以点云处理开源库PCL作为开发工具,编程实现了卸船机自动化作业控制软件,实现了基于激光三维视觉的散货船自动化作业动态场景构建和抓斗抓取路径的动态规划等核心功能。最后,利用现场实测数据对点云场景分割相关的核心算法进行了测试,测试结果验证了算法的有效性。
孟超[5]（2017）在《考虑钢丝绳弹性因素的抓斗卸船机摆动控制研究》文中研究说明抓斗卸船机是沿海沿江港口码头广泛应用的散货装卸设备,抓斗的摆动控制是否有效直接影响着卸船机的实际工作效率。现有研究一般通过建立抓斗卸船机小车—抓斗系统的动力学模型并应用输入整形方法对抓斗的摆动进行控制,其动力学模型中起升钢丝绳通常被作为刚性绳来处理,忽略了弹性因素的影响。由于动力学模型的精确性会直接影响摆动控制的有效性,因此,有必要建立更精确的动力学模型来研究抓斗卸船机的摆动控制。本文建立了考虑钢丝绳弹性的小车—抓斗系统动力学模型,对抓斗的摆动控制进行了研究,并基于虚拟样机技术进行了仿真验证,所做主要工作如下:（1）考虑钢丝绳的弹性因素并基于拉格朗日方程建立了小车—抓斗系统动力学模型,与现有不考虑钢丝绳弹性因素的单摆模型进行了比较分析,并通过简化模型得到了系统的自然频率和阻尼比。（2）考虑卸船机的工作效率和摆动绳长是否变化对抓斗的运行路径进行了规划,利用MATLAB/Simulink建立了弹性钢丝绳模型的小车—抓斗系统摆动控制仿真模型,基于该模型对经典摆动控制方法进行了仿真分析,结果表明,在控制精度要求较高的情况下,弹性因素对摆角控制有一定影响。（3）提出了一种改进的NZV摆动控制方法,仿真结果表明,相对于基本摆动控制方法,改进NZV方法在考虑钢丝绳弹性因素的情况下具有更好的摆动控制效果,既能满足抓斗的摆角控制又能提高卸船机的工作效率;通过抓斗摆角对弹性参数的敏感性分析,表明抓斗最大残余摆角对钢丝绳直径的变化较弹性模量的变化更为敏感。（4）基于虚拟样机技术建立了抓斗卸船机虚拟样机模型,其中利用ADAMS/Machinery Cable模块创建了柔性钢丝绳和滑轮组系统,实现了钢丝绳的参数化建模,仿真验证了所建理论数学模型的正确性;并对抓斗开/闭斗状态变换时抓斗摆动控制效果进行了仿真分析,表明抓斗摆动控制中需要考虑抓斗开/闭斗变换导致的重心变化。
安建平,苗玉彬,程念[6]（2017）在《桥式卸船机抛料卸料的抓斗受控摇摆控制策略》文中研究表明桥式卸船机采用的静止卸料方式和抓斗移动过程中发生的摆动是影响卸船效率的重要因素。从抓斗的受控摇摆和主动抛料卸料工作方式的实现出发,结合小车和抓斗水平速度的变化规律曲线,对抓斗摆动特性进行分析,提出了卸船机抛料卸料的抓斗受控摇摆控制策略。并利用Adams对抓斗系统进行了离散化建模和受控摇摆过程的运动学仿真,仿真结果与理论控制曲线对比表明了该控制策略的可行性。
王璇[7]（2016）在《桥式抓斗卸船机系统的研究与设计》文中研究指明现代控制技术不断快速发展,港口上桥式抓斗卸船机的使用从落后的手动操作逐步过渡到了自动化控制阶段。曹妃甸港口卸船机应用了先进的变频电气自动化控制系统,它使得司机从高强度的工作中解脱出来。在对卸船机整体运行的自动化控制过程中,实际中主要存在抑制抓斗摆动和运动轨迹最优化等问题。为了解决抓斗运行过程中的摆动问题,首先必须对小车和抓斗运行过程进行系统分析。本文主要研究了曹妃甸港抓斗卸船机的模型系统,首先对小车和抓斗的整体运行过程建立有效的物理模型,然后对二者之间的联系进行研究,我们得到了抓斗运行过程的完整模型。在考虑小车在一定的运行距离内的时间最优化和抑制抓斗摆动的目标,本文提出了两种抓斗卸船机的小车在水平方向的运行方案。经过我们应用仿真软件ADAMS进行仿真证实,我们设计的两种运动方式有效的解决了抓斗的摆动问题。为了使抓斗卸船机的效率得到更进一步的提高,本文在抓斗防摆的基础上,对桥式抓斗系统的运动轨迹进行了优化。通过对系统建立微分方程,设计出一条抓斗运行轨迹的最优路径,进而缩短抓斗卸船机的工作时间,提高生产效率。然后我们应用ADAMS软件对我们所设计的控制方案进行仿真验证,最终得出所设计方案的有效性和可行性。最后,我们将研究成果在抓斗卸船机的实际操作过程中进行了应用。在曹妃甸港卸船机系统改造工程中,通过系统原理分析,PLC组态选取和程序设计,得到了卸船机作业量的准确数据,然后对数据进行分析。总结发现,通过我们的研究和应用,桥式抓斗卸船的工作效率得到了较大的提高。并且,抓斗运行过程中的安全性能得到了保障。
张新元[8]（2015）在《抓斗卸船机小车—抓斗系统动力学建模及摆动控制研究》文中研究指明抓斗卸船机抓斗的摆动控制效果是影响其作业效率的一项重要指标,对于抓斗卸船机的摆动控制,通常采用输入整形方法,该方法需要建立小车―抓斗系统的精确动力学模型。然而,传统的建模方法通常将抓斗视为质点,并且未考虑抓斗开闭斗时重心的变化。本文通过建立小车―抓斗系统双摆动力学模型,对其开闭斗动力学特性和摆动控制进行了研究,主要工作及创新点如下:（1）考虑抓斗的形状以及钢丝绳绳长的变化,利用拉格朗日方法建立了抓斗卸船机小车—抓斗系统双摆动力学模型,并利用四阶龙格库塔法对双摆模型进行了数值求解,得到了二阶摆角和角加速度的迭代关系式。（2）利用ADAMS软件建立了小车—抓斗系统三维动力学模型,分析了小车—抓斗运动平面的二阶摆动频率,验证了本文所建理论模型的正确性;对抓斗在开闭斗情况下的重心变化进行了分析,表明抓斗在不同状态（开、闭斗）会对重心产生影响。（3）提出了一种改进的ZV摆动控制方法,并考虑效率和安全,对抓斗的运动轨迹进行了规划,实例仿真表明,改进ZV方法具有很好的摆动控制效果;对相同控制参数下的单摆模型和双摆模型的控制效果进行了比较,表明基于双摆模型第一阶摆动频率得到的等效单摆模型能获得与双摆模型一致的控制效果。（4）利用VB 6.0开发了小车—抓斗系统摆动控制仿真软件,通过该软件可以计算控制参数,得到小车与起升的规划速度曲线、抓斗重心运行轨迹和双摆的二阶摆角变化曲线图,并可对所提出的改进ZV方法的控制效果进行实时仿真分析。
李东,童志银[9]（2015）在《桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制》文中研究说明格式抓斗卸船机在散货码头中被广泛应用。不过在整体作业过程中,有诸多因素会引起抓斗摇摆,降低了作业效率和生产安全性。该文对桥式手机抓斗的定位和控制予以分析,通过双回路控制系统,对小车位置和负载摆各自予以控制,以便能够为工程实际工作选取合适的控制方法提供一些指导。
周美华[10]（2014）在《桥式抓斗卸船机中防摇控制系统的设计与实现》文中提出桥式抓斗卸船机是港口散料装卸作业的重要设备。为了减轻工人操作强度,增加设备运行的可靠性及安全性,提高生产效率,新方法、新技术的应用与改进迫在眉睫。本文主要研究桥式抓斗卸船机在半自动、全自动运行中的防摇控制,通过防摇控制系统精确的编程控制,缩短止摆时间,从而减少单个工作循环时间,提高了桥式抓斗卸船机的可靠性、安全性及工作效率。通过分析卸船机抓斗和小车的运行规律,将抓斗和小车运行过程中的六个阶段作为主要研究对象,并根据理论及操作经验建立数学模型。运用最优控制理论,计算得出卸船机小车到达运行目标位置的最优时间控制方法。利用加减速法对各个阶段进行控制,通过控制使其得到合适的一次加速度,并且使启动阶段小车的水平输出加速度和抓斗的垂直起升加速度之间得到一定程度的相互匹配,在二次加速过程中,根据计算得到二次加速的控制方法对起升防摇阶段及卸料防摇阶段进行控制。同时,通过具体项目实施,根据功能要求对变频器、PLC、编码器进行选型,对防摇控制系统进行了硬件组态和软件设计,将计算机数学模型转化成为程序语言,开发出了桥式抓斗卸船机自动（半自动）控制系统。所设计的抓斗卸船机自动（半自动）防摇控制系统运用于连云港的桥式抓斗卸船机（ZQX1850t/h）上。经过实践考核验证,满足预期目标。它不仅能够消除摆动,增加系统的可靠性和安全性,而且缩减了循环时间,提高了劳动生产效率,使卸船机在一个循环过程内的运行得到了优化。
二、桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制（论文提纲范文）
（1）基于模糊理论和IPSO算法的岸桥防摆控制系统研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 起重机防摇摆研究动态 |
| 1.2.1 起重机吊载摆动建模研究现状 |
| 1.2.2 起重机防摇摆技术研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及创新点 |
| 第二章 岸桥防摆系统的动力学分析 |
| 2.1 数学模型的建立 |
| 2.2 岸桥防摆系统数学模型的动力学分析 |
| 2.2.1 建立岸桥防摆系统的简化模型 |
| 2.2.2 基于拉格朗日方程法的岸桥防摆系统动力学方程 |
| 2.2.3 岸桥防摆系统数学模型的线性化 |
| 2.2.4 岸桥防摆系统的传递函数 |
| 2.3 岸桥防摆系统的特性研究 |
| 2.3.1 岸桥防摆系统的空间函数 |
| 2.3.2 岸桥防摆系统的稳定性 |
| 2.3.3 岸桥防摆系统的能控性和能观性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于PID控制的岸桥防摆控制系统 |
| 3.1 岸桥防摆系统Simulink模型 |
| 3.1.1 Simulink概述 |
| 3.1.2 建立岸桥防摆系统的Simulink模型 |
| 3.2 常规PID控制器概述 |
| 3.2.1 PID控制器的工作原理及分类 |
| 3.2.2 PID控制器的参数整定 |
| 3.2.3 PID控制器的特点 |
| 3.3 岸桥防摆系统的常规PID控制系统设计与仿真 |
| 3.3.1 岸桥小车位移常规PID控制器设计与仿真 |
| 3.3.2 小车位移和吊载摆角组合PID控制器设计与仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于模糊控制的岸桥模糊防摆控制系统 |
| 4.1 模糊逻辑控制的概述 |
| 4.1.1 模糊逻辑控制的发展与应用 |
| 4.1.2 模糊逻辑控制的基本原理 |
| 4.1.3 模糊逻辑控制的基本结构 |
| 4.1.4 模糊逻辑控制器的种类 |
| 4.1.5 模糊逻辑控制的特点 |
| 4.2 模糊自适应控制器的设计与工作原理 |
| 4.2.1 模糊自适应控制的设计步骤 |
| 4.2.2 模糊自适应控制器工作原理 |
| 4.3 岸桥防摆系统FPID控制器设计 |
| 4.3.1 岸桥防摆模糊控制器结构的确定 |
| 4.3.2 控制变量的论域 |
| 4.3.3 计算量化因子和比例因子 |
| 4.3.4 选择适宜的隶属函数 |
| 4.3.5 模糊控制规则和模糊推理 |
| 4.3.6 输出量的反模糊化 |
| 4.4 岸桥防摆FPID控制器仿真分析 |
| 4.4.1 岸桥模糊自适应控制Simulink模型 |
| 4.4.2 岸桥模糊自适应控制的模糊模块设置 |
| 4.4.3 岸桥模糊自适应控制器的在线整定参数 |
| 4.4.4 岸桥模糊自适应控制仿真与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于IPSO算法的岸桥防摆PID控制系统 |
| 5.1 PSO优化算法 |
| 5.1.1 PSO算法介绍 |
| 5.1.2 PSO算法流程及特点 |
| 5.2 IPSO优化算法 |
| 5.2.1 IPSO算法的改进策略 |
| 5.2.2 IPSO算法的优化流程 |
| 5.2.3 IPSO算法的数学算例 |
| 5.3 基于IPSO算法的岸桥PID控制系统设计与仿真分析 |
| 5.3.1 基于IPSO算法的PID控制参数整定 |
| 5.3.2 基于IPSO算法的岸桥防摆控制系统设计 |
| 5.3.3 基于IPSO算法的岸桥PID控制器参数整定 |
| 5.3.4 基于IPSO算法的岸桥PID控制器仿真分析 |
| 5.4 基于IPSO算法的PID 控制器与FPID 控制器对比仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间科研成果 |
（2）助力吊系统设计及防摆控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 系统建模 |
| 1.2.2 控制方案 |
| 1.2.3 人机交互方式 |
| 1.3 论文主要的研究内容 |
| 第2章 桥式助力吊系统数学分析和建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 桥式助力吊的动力学模型 |
| 2.2.1 数学建模 |
| 2.2.2 数学模型简化 |
| 2.3 桥式助力吊数学模型部分反馈线性化 |
| 2.4 桥式助力吊数学模型能控性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 桥式助力吊数学模型修正 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 桥式助力吊三维模型 |
| 3.3 三维模型与数学模型仿真曲线对比 |
| 3.4 桥式助力吊数学模型参数修正 |
| 3.5 桥式助力吊数学模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于能量函数的控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 备选李雅普诺夫函数构造 |
| 4.3 稳定性分析 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.4.1 距离测试 |
| 4.4.2 摆长测试 |
| 4.4.3 角速度测试 |
| 4.4.4 角度测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于耦合信号的控制方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 位置跟踪控制器设计 |
| 5.2.1 控制器设计 |
| 5.2.2 稳定性分析 |
| 5.3 速度跟踪控制器设计 |
| 5.3.1 控制器设计 |
| 5.3.2 稳定性分析 |
| 5.4 仿真验证 |
| 5.4.1 位置跟踪控制器验证 |
| 5.4.2 位置跟踪控制器限幅 |
| 5.4.3 速度跟踪控制器验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于微操作力的升降控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 控制方案设计 |
| 6.3 系统程序设计 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 实验平台搭建和算法验证 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 交互逻辑设计 |
| 7.3 桥式助力吊系统搭建 |
| 7.3.1 机械结构设计 |
| 7.3.2 硬件电路设计 |
| 7.4 人机交互实验 |
| 7.4.1 NRF24L01 模块稳定性测试 |
| 7.4.2 人机交互实例 |
| 7.5 控制算法验证 |
| 7.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录一 从机4 原理图 |
| 附录二 从机1、2、3 原理图 |
| 附录三 信号转换板原理图 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（3）桥式抓斗卸船机控制系统研究与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 研究内容及方法步骤 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法及步骤 |
| 第2章 桥式抓斗卸船机结构特点及抓斗摆动原因 |
| 2.1 桥式抓斗卸船机结构特点 |
| 2.2 桥式抓斗卸船机机械结构特点 |
| 2.3 桥式抓斗卸船机电气结构(控制)特点 |
| 2.3.1 卸船机抓斗启动控制 |
| 2.3.2 卸船机抓斗制动控制 |
| 2.3.3 排除机械故障的控制系统 |
| 2.4 桥式抓斗卸船机抓斗摆动原因分析 |
| 2.4.1 小车运动模型建立 |
| 2.4.2 抓斗摆动规律 |
| 2.4.3 抓斗一个循环动作步骤分解 |
| 2.4.4 小车运动的力学分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 抑制桥式抓斗卸船机抓斗摆动的策略 |
| 3.1 求解抓斗偏摆角度 |
| 3.2 抑制抓斗摆动的策略 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 优化桥式抓斗卸船机小车-抓斗系统运行轨迹 |
| 4.1 小车-抓斗系统运行轨迹分析 |
| 4.1.1 小车-抓斗系统力学模型的建立 |
| 4.1.2 小车-抓斗系统力学模型分析 |
| 4.1.3 微分方程的建立 |
| 4.1.4 动力学关系 |
| 4.1.5 分析系统稳定性 |
| 4.1.6 空气阻力 |
| 4.2 优化抓斗移动轨迹 |
| 4.2.1 小车速度对轨迹优化的影响 |
| 4.2.2 钢丝绳索向上的速度对轨迹优化的影响 |
| 4.3 移动轨迹研究 |
| 4.3.1 步进式运行轨迹 |
| 4.3.2 一步式运行轨迹 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 桥式抓斗卸船机抓斗硬件控制系统 |
| 5.1 通讯网络 |
| 5.2 变频器 |
| 5.3 桥式抓斗卸船机控制系统中的PLC和编码器 |
| 5.3.1 关于PLC程序结构的设计 |
| 5.3.2 PLC程序主程序设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 桥式抓斗卸船机控制系统优化 |
| 6.1 桥式抓斗卸船机控制系统改造 |
| 6.2 远程操作协同系统 |
| 6.3 模块安装 |
| 6.4 改造前后效果对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 桥式抓斗卸船机及作业流程图 |
| 致谢 |
| 导师简介 |
| 企业导师简介 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（4）基于激光三维视觉的大型散货船自动化作业动态场景构建及路径规划（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及研究意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光三维视觉技术国内外研究现状 |
| 1.2.2 卸船机抓斗路径规划国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及组织结构 |
| 第二章 基于激光三维视觉的散货船自动化作业系统总体设计 |
| 2.1 系统目标及功能 |
| 2.2 硬件系统结构设计 |
| 2.2.1 硬件系统的组成 |
| 2.2.2 硬件系统的安装 |
| 2.3 系统软件结构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 激光三维点云数据采集及预处理 |
| 3.1 点云数据的采集及解析 |
| 3.1.1 点云数据的采集 |
| 3.1.2 点云数据的解析及三维坐标转换 |
| 3.2 点云数据的预处理 |
| 3.2.1 点云数据降采样算法研究 |
| 3.2.2 点云数据滤波算法研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于点云分割的抓斗工作可行域划分 |
| 4.1 基于点云目标识别的激光扫描仪定位 |
| 4.1.1 基于SHOT特征匹配的目标预识别方法 |
| 4.1.2 基于3D霍夫变换的目标再识别 |
| 4.2 基于高程值统计的货船甲板平面分割 |
| 4.3 基于改进RANSAC方法的船舱平面分割 |
| 4.3.1 基于RANSAC方法的平面分割 |
| 4.3.2 基于点云法向球特征的RANSAC方法 |
| 4.4 船舱物料区域分割及网格划分 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于工作可行域的抓斗路径规划算法设计 |
| 5.1 抓斗抓取路径整体规划 |
| 5.1.1 横向方向抓斗抓取路径规划 |
| 5.1.2 纵向方向抓斗抓取路径规划 |
| 5.2 卸船机小车抓斗系统动力学模型建立 |
| 5.3 抓斗抓取路径控制算法设计 |
| 5.3.1 起升联动阶段抓斗路径规划 |
| 5.3.2 抛料卸料阶段抓斗路径规划 |
| 5.4 基于Adams的抓斗抓取路径控制算法仿真 |
| 5.4.1 仿真模型的建立 |
| 5.4.2 模型的仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 自动化作业控制软件实现及点云分割算法验证 |
| 6.1 自动化作业控制软件实现 |
| 6.1.1 数据采集模块 |
| 6.1.2 数据处理及可视化模块 |
| 6.1.3 上位机与PLC通信及报文解析模块 |
| 6.1.4 用户管理模块 |
| 6.2 点云分割算法验证 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
（5）考虑钢丝绳弹性因素的抓斗卸船机摆动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究目的及意义 |
| 1.3 国内外相关研究现状 |
| 1.3.1 起重机摆动动力学建模研究 |
| 1.3.2 起重机摆动控制研究 |
| 1.3.3 起重机虚拟样机建模研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 考虑钢丝绳弹性的小车—抓斗系统动力学建模 |
| 2.1 模型假设 |
| 2.2 基于拉格朗日方程的小车—抓斗系统动力学建模 |
| 2.3 系统模型分析与简化 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于弹性钢丝绳模型的典型摆动控制方法分析 |
| 3.1 抓斗卸船机摆动控制方法 |
| 3.1.1 输入整形技术原理 |
| 3.1.2 基本ZV摆动控制方法 |
| 3.1.3 基本ZVD摆动控制方法 |
| 3.1.4 基本EI摆动控制方法 |
| 3.2 抓斗卸船机运行参数及抓斗路径规划 |
| 3.2.1 抓斗卸船机运行技术参数 |
| 3.2.2 抓斗运行过程路径规划 |
| 3.3 基于Simulink的小车—抓斗系统动力学仿真模型 |
| 3.3.1 系统Simulink仿真模型的建立 |
| 3.3.2 仿真模型输入参数的确定 |
| 3.4 L形路径抓斗摆动控制仿真分析 |
| 3.4.1 基本摆动控制方法仿真 |
| 3.4.2 考虑弹性因素前后对比分析 |
| 3.5 弧形路径抓斗摆动控制仿真分析 |
| 3.5.1 基本摆动控制方法仿真 |
| 3.5.2 考虑弹性因素前后对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 小车—抓斗系统摆动控制的一种改进NZV方法 |
| 4.1 NZV输入整形器控制方法 |
| 4.2 一种改进NZV摆动控制算法 |
| 4.3 基于改进NZV方法的抓斗摆动控制仿真 |
| 4.3.1 弹性因素时抓斗摆动控制仿真 |
| 4.3.2 考虑弹性因素前后比较分析 |
| 4.3.3 抓斗摆角对弹性参数的敏感性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于虚拟样机技术的抓斗卸船机摆动控制仿真 |
| 5.1 ADAMS/MachineryCable模块概述 |
| 5.2 基于ADAMS的抓斗卸船机虚拟样机建模 |
| 5.2.1 基于SolidWorks的抓斗卸船机三维模型 |
| 5.2.2 基于ADAMS的抓斗卸船机整机模型 |
| 5.3 抓斗卸船机摆动控制的虚拟样机仿真 |
| 5.3.1 改进NZV方法的虚拟样机仿真验证 |
| 5.3.2 不同钢丝绳弹性的抓斗摆动控制仿真 |
| 5.3.3 开/闭斗状态变换时抓斗摆动控制仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（6）桥式卸船机抛料卸料的抓斗受控摇摆控制策略（论文提纲范文）
| 1 卸船机小车抓斗系统动力学模型 |
| 2 抛料卸料的防摇摆控制策略 |
| 2.1 防摇摆控制策略 |
| 2.2 抛料卸料控制策略 |
| 2.3 控制过程各阶段时间长度的确定 |
| (1)加速消摆和匀速运动阶段 |
| (2)减速抛料卸料阶段 |
| (3)反向加速阶段 |
| 3 仿真分析 |
| 3.1 仿真模型的建立 |
| 3.2 模型的仿真 |
| 4 结论 |
（7）桥式抓斗卸船机系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 本文研究目的 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第2章 桥式抓斗卸船机系统机理与建模 |
| 2.1 桥式抓斗卸船机 |
| 2.2 桥式抓斗卸船机运动过程分析 |
| 2.3 数学模型的建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 桥式抓斗卸船机系统抓斗摆动和止摆研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抓斗摆动规律的描述 |
| 3.3 抓斗摆动抑制运行方式设计 |
| 3.3.1 第一种状态轨迹转换方法 |
| 3.3.2 第二种状态轨迹转换方法 |
| 3.4 抓斗抛料方法 |
| 3.5 模拟仿真 |
| 3.5.1 第一种状态轨线切换方式仿真 |
| 3.5.2 第二种状态轨迹转换方法的仿真 |
| 3.5.3 卸料方法的仿真 |
| 3.5.4 返回海侧仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 桥式抓斗系统运动轨迹优化控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 运动轨迹描述 |
| 4.2.1 力学模型 |
| 4.2.2 抓斗小车系统的运动分析 |
| 4.2.3 建立微分方程 |
| 4.2.4 抓斗运行轨迹优化 |
| 4.3 轨迹优化研究 |
| 4.3.1 小车的速度变化对抓斗轨迹产生的影响 |
| 4.3.2 钢丝绳向上运行的速度值对抓斗运行过程的影响 |
| 4.4 数值仿真 |
| 4.4.1 步进式 |
| 4.4.2 一步式抓斗运行轨迹 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实际系统操作程序及效果 |
| 5.1 卸船机电控系统改造设计 |
| 5.2 ABB远程协助系统 |
| 5.3 PLC模块安装 |
| 5.4 改造后桥式抓斗卸船机优化效率对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）抓斗卸船机小车—抓斗系统动力学建模及摆动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究的目的、意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 小车—吊重系统动力学建模研究现状 |
| 1.3.2 起重机摆动控制方法研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 小车—抓斗系统双摆动力学建模与求解 |
| 2.1 模型建立 |
| 2.2 双摆模型简化及其求解 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 双摆模型验证及抓斗重心变化分析 |
| 3.1 基于ADAMS的双摆动力学建模 |
| 3.1.1 基于Solidworks的小车—抓斗系统三维模型 |
| 3.1.2 基于ADAMS的小车—抓斗系统动力学模型 |
| 3.2 双摆模型的自然频率和阻尼比 |
| 3.3 小车—抓斗双摆动力学模型验证 |
| 3.4 抓斗开/闭斗对重心的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于改进ZV方法的小车—抓斗双摆系统的摆动控制 |
| 4.1 改进ZV控制方法 |
| 4.1.1 输入整形滤波控制方法 |
| 4.1.2 小车速度ZV整形输出 |
| 4.1.3 改进ZV方法对双摆模型的控制 |
| 4.2 卸船机半自动运行路径规划 |
| 4.3 小车—抓斗系统单摆与双摆模型动态特性比较分析 |
| 4.3.1 定绳长的单摆模型与双摆模型控制摆动分析 |
| 4.3.2 变绳长的单摆控制模型运用到双摆模型的摆动分析 |
| 4.4 小车—抓斗双摆系统ZV控制仿真实例 |
| 4.4.1 ZV整形控制实例仿真 |
| 4.4.2 小车—抓斗双摆系统控制参数敏感性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 小车—抓斗双摆系统防摆控制仿真软件设计 |
| 5.1 软件总体设计 |
| 5.2 软件功能与介绍 |
| 5.2.1 登录模块 |
| 5.2.2 基本参数模块 |
| 5.2.3 运行参数模块 |
| 5.2.4 控制参数模块 |
| 5.2.5 运动仿真主界面模块 |
| 5.3 软件实例展示 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制（论文提纲范文）
| 1 卸船机系统简化数学模型 |
| 2 控制系统的结构 |
| 3 结语 |
（10）桥式抓斗卸船机中防摇控制系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景介绍及研究意义 |
| 1.2 控制系统的国内外研究与应用现状 |
| 1.3 课题的研究内容 |
| 第2章 抓斗防摇控制系统的分析 |
| 2.1 总体结构概况 |
| 2.2 抓斗小车运动学力学分析 |
| 2.3 抓斗摇摆的主要控制目标 |
| 2.4 抓斗偏摆角求解方法 |
| 2.5 小车抓斗防摇的方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 抓斗防摇控制系统的硬件设计 |
| 3.1 Profibus通讯网络 |
| 3.2 卸船机控制系统中的变频器 |
| 3.3 卸船机控制系统中的PLC和编码器 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 抓斗防摇控制系统的软件设计与实现 |
| 4.1 PLC程序设计结构 |
| 4.2 程序控制框图 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于 WinCC flexible 的上位机监控系统设计 |
| 5.1 SIMATIC WinCC flexible 介绍 |
| 5.2 本机控制系统的组态设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
四、桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制（论文参考文献）
- [1]基于模糊理论和IPSO算法的岸桥防摆控制系统研究[D]. 张力升. 太原科技大学, 2021(01)
- [2]助力吊系统设计及防摆控制[D]. 郭翔. 燕山大学, 2021(01)
- [3]桥式抓斗卸船机控制系统研究与优化[D]. 马超. 华北理工大学, 2019(01)
- [4]基于激光三维视觉的大型散货船自动化作业动态场景构建及路径规划[D]. 安建平. 上海交通大学, 2018(06)
- [5]考虑钢丝绳弹性因素的抓斗卸船机摆动控制研究[D]. 孟超. 武汉理工大学, 2017(02)
- [6]桥式卸船机抛料卸料的抓斗受控摇摆控制策略[J]. 安建平,苗玉彬,程念. 机械设计与研究, 2017(01)
- [7]桥式抓斗卸船机系统的研究与设计[D]. 王璇. 燕山大学, 2016(01)
- [8]抓斗卸船机小车—抓斗系统动力学建模及摆动控制研究[D]. 张新元. 武汉理工大学, 2015(01)
- [9]桥式卸船机抓斗的定位和防摆控制[J]. 李东,童志银. 科技资讯, 2015(04)
- [10]桥式抓斗卸船机中防摇控制系统的设计与实现[D]. 周美华. 浙江工业大学, 2014(03)