卸船機模擬訓練系統(tǒng)和抓斗防擺控制研究.pdf

1、橋式抓斗卸船機作為當今廣泛應(yīng)用的碼頭裝卸設(shè)備之一，在碼頭的物料輸送過程中起著舉足輕重的作用。為了提高卸船機的工作效率和碼頭的經(jīng)濟效益，提升卸船機司機的操作水平以及改進卸船機小車的運行方式都是需要解決的重點問題。本文在研究和分析了橋式抓斗卸船機的結(jié)構(gòu)特點和運行原理的基礎(chǔ)上，分別對上述兩個問題展開討論，并提出了各自的解決方案。
　　 本文引入模擬訓練系統(tǒng)來提高卸船機司機的操作水平。該系統(tǒng)能通過軟件再現(xiàn)真實卸船機系統(tǒng)的行為，逼真地實時

2、模擬被操作對象的各種特性、現(xiàn)象和參數(shù)變化等，具有節(jié)能、安全、經(jīng)濟、高效等優(yōu)點，能有效改善訓練條件，從而達到提升司機操作水平的目的。該部分工作主要分為四個部分：首先，本文在實地考察浙江寧波北侖發(fā)電廠碼頭、對卸船機結(jié)構(gòu)和性能進行分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)基于虛擬現(xiàn)實建模語言（VRML）的三維視景生成原理，采用三維視景可視化建模軟件V-RealmBuilder對碼頭進行了3D圖像建模，包括卸船機、物料船、房子等。其次，本文對卸船機的運動過程進行了分析

3、，根據(jù)運動學原理，建立了小車、抓斗等關(guān)鍵對象的運動方程，并利用Simulink仿真軟件強大的編程建模能力和數(shù)值計算能力，一一建立這些對象的模型。然后，在通信方面，本文采用OPC技術(shù)實現(xiàn)操作臺PLC與主控計算機的數(shù)據(jù)交換，既能保證模擬訓練系統(tǒng)實時性要求，同時利用MATLAB提供的OPC接口，操作簡單方便。最后，利用VR工具箱將創(chuàng)建好的碼頭三維視景模型關(guān)聯(lián)到Simulink中，實現(xiàn)動力學模型與三維視景模型的連接。改進橋式抓斗卸船機小車的運行

4、方式一般包括兩方面內(nèi)容：防止小車運行過程中抓斗不必要的擺動以及減小卸料周期。本文在分析橋式抓斗卸船機小車水平運行及抓斗擺動規(guī)律的基礎(chǔ)上，運用最優(yōu)控制理論，結(jié)合現(xiàn)場操作經(jīng)驗，提出一種能有效防擺，并節(jié)省卸料時間的小車優(yōu)化運行方式，希望能夠在提高卸船機工作效率方面提供一些參考。最后，本文對上述兩方面工作進行了驗證分析。對研究開發(fā)的模擬訓練系統(tǒng)進行了仿真運行，并利用該系統(tǒng)的動力學模型，驗證了提出的小車優(yōu)化運行方式的有效性，由仿真結(jié)果可知，本文設(shè)