起重機防搖裝置的探討

     一yi個ge好hao的de起qi重zhong機ji防fang搖yao裝zhuang置zhi，可ke以yi避bi免mian碰peng撞zhuang等deng一yi係xi列lie事shi故gu的de發fa生sheng，大da大da提ti高gao了le起qi重zhong機ji的de操cao作zuo效xiao率lv和he起qi重zhong機ji操cao作zuo過guo程cheng的de安an全quan性xing。對dui起qi重zhong機ji的de防fang搖yao的de實shi現xian和he研yan究jiu，首shou先xian要yao做zuo好hao機ji械xie方fang麵mian的de防fang搖yao設she計ji
，從cong吊diao具ju、大車、小車三個方麵進行考慮；其次做好電氣方麵的設計，最終實現裝置的精確控製。
 
 
　吊(diao)具(ju)的(de)搖(yao)擺(bai)問(wen)題(ti)，一(yi)直(zhi)是(shi)令(ling)起(qi)重(zhong)行(xing)業(ye)設(she)計(ji)和(he)調(tiao)試(shi)人(ren)員(yuan)頭(tou)痛(tong)的(de)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)。起(qi)重(zhong)機(ji)在(zai)裝(zhuang)卸(xie)貨(huo)物(wu)時(shi)，由(you)於(yu)其(qi)速(su)度(du)的(de)變(bian)化(hua)以(yi)及(ji)外(wai)界(jie)幹(gan)擾(rao)因(yin)素(su)的(de)影(ying)響(xiang)
，使(shi)吊(diao)具(ju)前(qian)後(hou)、zuoyoudelaihuibaidong

，zaiyingxiangshengchanxiaolvdetongshizaochengyidingdeanquanyinhuan，zuizhongzaochengyanzhongdejingjisunshi。yinci，yanjiuyitaoqizhongjidediaojufangyaoxitong，shixianwendingdiaoju、平穩操作成為起重機製造商和研究機構一直關注的問題。
 
　一個好的防搖係統能起良好的減搖效果，大大提高了勞動生產率。近年來
， kaolvdaoxiandaiqizhongjizengjiadiaozhongfangyaokongzhixitongdebiyaoxing
，duifangyaokongzhifangfadelilunyanjiujiaoduo
，danzhexielilunfangfazhiyaoyililunyanjiuhefangzhenweizhudao，yushijikexingdewulishixianhaicunzaiyidingjuli，henduofangmiandeyingyonghaibushihenlixiang。
 
　二、機械式防搖技術
 
　機械式防搖技術通過在小車架下安裝防搖裝置
，包括減搖鋼絲繩
、卷(juan)筒(tong)和(he)力(li)矩(ju)限(xian)製(zhi)器(qi)傳(chuan)動(dong)鏈(lian)及(ji)帶(dai)單(dan)向(xiang)軸(zhou)承(cheng)的(de)卷(juan)筒(tong)和(he)製(zhi)動(dong)器(qi)
，通(tong)過(guo)機(ji)械(xie)手(shou)段(duan)消(xiao)耗(hao)擺(bai)動(dong)的(de)能(neng)量(liang)以(yi)實(shi)現(xian)最(zui)終(zhong)消(xiao)除(chu)搖(yao)擺(bai)的(de)目(mu)的(de)

，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)起(qi)重(zhong)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)。
 
　要控製吊具的搖擺，首先就必須采用合理的鋼絲繩纏繞方式，使車架上起升滑輪與吊具上牽引滑輪在同一平麵內偏離成一定角度；利用單向軸承控製卷筒的旋轉方向
，通過實現放繩方向與傳動軸相互鎖合，保證卷筒隻能向鋼絲繩收繩方向旋轉；在zai其qi重zhong機ji作zuo業ye過guo程cheng中zhong，通tong過guo對dui力li矩ju限xian製zhi器qi加jia以yi持chi續xu通tong電dian
，始shi終zhong給gei減jian搖yao鋼gang絲si繩sheng一yi個ge張zhang力li
，將jiang其qi卷juan起qi，避bi免mian減jian搖yao鋼gang絲si繩sheng的de處chu於yu鬆song散san狀zhuang態tai。當dang出chu現xian吊diao具ju搖yao擺bai情qing況kuang時shi，通tong過guo設she定ding彈dan簧huang力li來lai調tiao整zheng製zhi動dong器qi給gei減jian搖yao鋼gang絲si繩sheng的de張zhang力li
，從cong而er保bao證zheng在zai不bu同tong情qing況kuang下xia阻zu止zhi吊diao具ju的de搖yao擺bai
，起qi到dao減jian搖yao效xiao果guo。
 
　diaojuzaixiajiangguochengzhong，zhidongqidakai，danxiangzhouchengdeneiwaiquanxianghusuozhu
，youyudiaojuzhonglishimeigelijuxianzhiqishoudaoyigefanxiangli
，gailijiuzuoweijianyaogangsishengzhangjinliduijianyaochanshengyidingzuoyong；dangdiaojushangshengshi，jianyaogangsishengshangshaolediaojuzizhongeryinqidezhangjinli
，cishijianyaogangsishengbeilijuxianzhiqidaidongjuantongbuduanjuanqi

，yidingchengdushangjianshaolediaojudeyaobai
；lingwai，danxiangzhouchengdeneiwaixianghufenli，xuanzhuanlimeiyouzuoyongzaizhoushang，zhouchuyuzhidongzhuangtai，zhidongqiyouyubeisuozhuerbuqizuoyong，yincizhidongqijiuhuiduidiaojuyaobaichanshengyidingdezunizuoyong；當吊具停止升降時

，單向軸承的內外圈相互離合
，軸處於製動狀態
，製動器被鎖住
，從而減少吊具的搖擺。
 
　目mu前qian大da多duo數shu機ji械xie式shi防fang搖yao裝zhuang置zhi都dou是shi基ji於yu這zhe個ge原yuan理li，但dan是shi該gai防fang搖yao裝zhuang置zhi非fei常chang複fu雜za

，可ke靠kao性xing又you不bu高gao，因yin此ci維wei修xiu保bao養yang的de工gong作zuo量liang較jiao大da，而er且qie防fang搖yao效xiao果guo並bing不bu是shi十shi分fen理li想xiang
；另ling外wai還hai可ke以yi通tong過guo增zeng加jia懸xuan掛gua係xi統tong剛gang性xing抑yi製zhi搖yao擺bai，此ci類lei裝zhuang置zhi同tong樣yang存cun在zai維wei修xiu保bao養yang工gong作zuo量liang大da和he防fang搖yao效xiao果guo不bu理li想xiang的de缺que點dian，因yin此ci機ji械xie式shi防fang搖yao技ji術shu還hai有you待dai於yu改gai進jin和he提ti高gao。
 
　三、電子式防搖技術
 
　（一）傳統控製理論分析
 
　當dang起qi重zhong機ji啟qi動dong運yun行xing過guo程cheng中zhong，小xiao車che與yu吊diao具ju通tong過guo柔rou性xing鋼gang絲si繩sheng連lian接jie，通tong過guo電dian機ji帶dai動dong在zai橋qiao架jia軌gui道dao上shang運yun動dong
，同tong時shi吊diao具ju也ye隨sui著zhe小xiao車che的de運yun動dong而er運yun動dong
，相xiang當dang於yu一yi個ge按an照zhao固gu定ding點dian移yi動dong的de單dan擺bai運yun動dong。係xi統tong存cun在zai複fu雜za性xing
、非線性、時變性、不確定性和不完全性等因素，因此無法獲得精確地數學模型。
 
　近(jin)年(nian)來(lai)

，有(you)關(guan)起(qi)重(zhong)機(ji)防(fang)搖(yao)控(kong)製(zhi)的(de)研(yan)究(jiu)是(shi)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)，眾(zhong)多(duo)國(guo)外(wai)學(xue)者(zhe)都(dou)作(zuo)了(le)大(da)量(liang)的(de)研(yan)究(jiu)，電(dian)子(zi)防(fang)搖(yao)技(ji)術(shu)成(cheng)為(wei)了(le)起(qi)重(zhong)機(ji)防(fang)搖(yao)的(de)主(zhu)要(yao)研(yan)究(jiu)對(dui)象(xiang)

，我(wo)國(guo)也(ye)從(cong)國(guo)外(wai)引(yin)進(jin)了(le)電(dian)子(zi)式(shi)防(fang)搖(yao)技(ji)術(shu)。由(you)於(yu)單(dan)擺(bai)運(yun)動(dong)本(ben)身(shen)就(jiu)是(shi)非(fei)線(xian)性(xing)時(shi)變(bian)運(yun)動(dong)
，且(qie)其(qi)固(gu)定(ding)點(dian)不(bu)斷(duan)加(jia)速(su)、減jian速su
，這zhe就jiu使shi係xi統tong變bian得de非fei常chang複fu雜za，難nan以yi獲huo得de精jing確que的de數shu學xue模mo型xing。當dang前qian采cai用yong的de電dian子zi防fang搖yao技ji術shu是shi利li用yong各ge種zhong傳chuan感gan器qi和he檢jian測ce元yuan件jian對dui一yi些xie信xin息xi進jin行xing信xin息xi搜sou集ji和he檢jian測ce

，再zai將jiang檢jian測ce到dao的de信xin息xi傳chuan送song至zhi控kong製zhi係xi統tong的de微wei機ji，通tong過guo處chu理li後hou將jiang最zui佳jia的de控kong製zhi參can數shu提ti供gong給gei小xiao車che調tiao速su係xi統tong來lai控kong製zhi小xiao車che的de運yun行xing
，以yi達da到dao對dui吊diao具ju及ji載zai荷he的de擺bai動dong幅fu度du的de控kong製zhi。這zhe類lei防fang搖yao技ji術shu可ke以yi實shi現xian對dui吊diao具ju擺bai動dong的de控kong製zhi

，但dan是shi由you於yu需xu要yao經jing常chang變bian化hua繩sheng的de長chang度du
，再zai加jia上shang小xiao車che電dian動dong機ji在zai運yun行xing過guo程cheng中zhong會hui產chan生sheng一yi定ding的de摩mo擦ca

，因yin此ci實shi際ji應ying用yong中zhong又you出chu現xian調tiao整zheng小xiao車che運yun行xing速su度du太tai頻pin繁fan，司si機ji不bu舒shu服fu的de現xian象xiang，導dao致zhi某mou些xie裝zhuang備bei了le電dian子zi防fang搖yao係xi統tong的de集ji裝zhuang箱xiang起qi重zhong機ji後hou來lai又you被bei拆chai除chu。而er為wei了le提ti高gao性xing能neng，傳chuan統tong得de控kong製zhi理li論lun變bian得de非fei常chang複fu雜za，從cong很hen大da程cheng度du上shang增zeng加jia了le控kong製zhi設she備bei初chu始shi投tou資zi和he維wei修xiu費fei用yong，而er且qie降jiang低di了le係xi統tong的de可ke靠kao性xing。
 
　為(wei)了(le)解(jie)決(jue)以(yi)上(shang)問(wen)題(ti)
，提(ti)高(gao)電(dian)子(zi)防(fang)搖(yao)技(ji)術(shu)，學(xue)者(zhe)們(men)做(zuo)了(le)大(da)量(liang)研(yan)究(jiu)。通(tong)過(guo)大(da)量(liang)的(de)研(yan)究(jiu)
，研(yan)製(zhi)出(chu)了(le)一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)先(xian)進(jin)的(de)裝(zhuang)置(zhi)。在(zai)小(xiao)車(che)架(jia)下(xia)安(an)裝(zhuang)一(yi)激(ji)光(guang)、紅hong外wai發fa射she器qi或huo攝she像xiang頭tou，以yi作zuo為wei發fa射she裝zhuang置zhi
，另ling外wai相xiang應ying得de再zai安an裝zhuang一yi個ge接jie受shou裝zhuang置zhi，在zai吊diao具ju上shang架jia安an裝zhuang反fan射she器qi，當dang吊diao具ju出chu現xian擺bai動dong的de情qing況kuang
，接jie受shou裝zhuang置zhi會hui檢jian測ce到dao吊diao具ju前qian後hou擺bai動dong的de角jiao度du和he角jiao速su度du
，從cong而er能neng夠gou準zhun確que得de控kong製zhi好hao小xiao車che的de運yun行xing方fang向xiang和he速su度du，使shi擺bai動dong角jiao度du限xian製zhi在zai一yi定ding的de範fan圍wei內nei，最zui終zhong實shi現xian了le防fang搖yao的de目mu的de。
 
　（二）電子防搖技術的發展方向
 
　由於於起重機係統的數學模型具有非線性特性和不確定性，常規的控製方法（如傳統的機械防搖技術
、目前的電子防搖係統的控製方式）往(wang)往(wang)難(nan)以(yi)奏(zou)效(xiao)，因(yin)此(ci)隻(zhi)有(you)不(bu)依(yi)賴(lai)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)且(qie)能(neng)適(shi)應(ying)不(bu)確(que)定(ding)性(xing)的(de)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)才(cai)適(shi)合(he)應(ying)用(yong)到(dao)這(zhe)類(lei)控(kong)製(zhi)中(zhong)來(lai)。模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)作(zuo)為(wei)能(neng)控(kong)製(zhi)主(zhu)要(yao)分(fen)支(zhi)
，通(tong)過(guo)模(mo)仿(fang)起(qi)重(zhong)機(ji)司(si)機(ji)的(de)實(shi)際(ji)操(cao)作(zuo)經(jing)驗(yan)建(jian)立(li)模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)規(gui)則(ze)庫(ku)，控(kong)製(zhi)好(hao)小(xiao)車(che)的(de)速(su)度(du)及(ji)加(jia)速(su)度(du)

，可(ke)以(yi)克(ke)服(fu)由(you)於(yu)過(guo)程(cheng)本(ben)身(shen)的(de)不(bu)確(que)定(ding)性(xing)
、不精確性及噪聲帶來的困難，當前模糊控製技術在起重機防搖的試驗或仿真方麵取得了一定成果

，並且取得了比較滿意的控製效果。
 
　與電子式防搖技術相比，模糊控製能夠實現更為理想的控製效果，但是單純的模糊控製很難實現“隸屬度函數的自動實現”和“模糊規則的自動提取”，而神經網絡不但能很好地解決這兩大難題，而且能夠增強係統的適應能力。模糊神經網絡控製器，即FNN，是shi一yi個ge四si層ceng的de神shen經jing網wang絡luo，其qi中zhong第di一yi層ceng為wei為wei輸shu入ru層ceng，第di二er層ceng為wei模mo糊hu化hua層ceng
，第di三san層ceng為wei規gui則ze層ceng
，第di四si層ceng為wei輸shu出chu層ceng。基ji於yu模mo糊hu神shen經jing網wang絡luo控kong製zhi器qi的de電dian子zi防fang搖yao係xi統tong是shi在zai原yuan來lai的de係xi統tong中zhong增zeng加jia數shu字zi式shi旋xuan轉zhuan編bian碼ma器qi和he可ke編bian程cheng智zhi能neng化hua傳chuan感gan器qi。數shu字zi式shi旋xuan轉zhuan編bian碼ma器qi與yu傳chuan動dong軸zhou相xiang連lian
，用yong於yu對dui小xiao車che位wei置zhi和he吊diao具ju高gao度du的de檢jian測ce，可ke編bian程cheng智zhi能neng化hua傳chuan感gan器qi檢jian測ce吊diao具ju擺bai角jiao
，因yin此ci該gai係xi統tong硬ying件jian非fei常chang簡jian單dan
，不bu需xu要yao對dui原yuan小xiao車che控kong製zhi係xi統tong做zuo很hen大da的de調tiao整zheng。
 
    將神經網絡模糊控製技術用於防搖係統，係統能夠適應不同的工作路徑、載荷、吊具高度（即繩長）、大小車加速度等
，又會對一些外界幹擾（如風力和斷電等情況）表biao現xian出chu較jiao強qiang的de魯lu棒bang性xing。要yao使shi係xi統tong獲huo得de更geng加jia可ke靠kao的de控kong製zhi性xing能neng，防fang搖yao控kong製zhi係xi統tong正zheng常chang運yun行xing前qian要yao由you操cao作zuo人ren員yuan進jin行xing若ruo幹gan周zhou期qi的de裝zhuang卸xie作zuo業ye，以yi獲huo得de訓xun練lian樣yang本ben來lai訓xun練lian該gai控kong製zhi器qi，最zui終zhong使shi其qi投tou入ru正zheng常chang運yun行xing。另ling外wai由you於yu是shi采cai用yong模mo糊hu神shen經jing網wang絡luo
，要yao根gen據ju實shi際ji對dui象xiang的de工gong作zuo特te點dian和he控kong製zhi要yao求qiu對dui網wang絡luo訓xun練lian前qian各ge權quan初chu值zhi進jin行xing有you效xiao確que定ding，在zai加jia快kuai網wang絡luo訓xun練lian速su度du的de同tong時shi為wei網wang絡luo訓xun練lian奠dian定ding了le良liang好hao的de基ji礎chu。
 
　目(mu)前(qian)雙(shuang)向(xiang)防(fang)搖(yao)的(de)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)研(yan)究(jiu)還(hai)處(chu)於(yu)計(ji)算(suan)機(ji)模(mo)擬(ni)仿(fang)真(zhen)階(jie)段(duan)，單(dan)純(chun)的(de)模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)還(hai)缺(que)乏(fa)完(wan)善(shan)的(de)控(kong)製(zhi)規(gui)則(ze)和(he)自(zi)學(xue)能(neng)力(li)，難(nan)以(yi)確(que)定(ding)神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)權(quan)值(zhi)的(de)初(chu)始(shi)值(zhi)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)利(li)用(yong)幾(ji)何(he)相(xiang)似(si)、運(yun)動(dong)相(xiang)似(si)和(he)動(dong)力(li)相(xiang)似(si)等(deng)原(yuan)理(li)，開(kai)展(zhan)模(mo)糊(hu)神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)控(kong)製(zhi)防(fang)搖(yao)係(xi)統(tong)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)動(dong)態(tai)仿(fang)真(zhen)研(yan)究(jiu)，做(zuo)好(hao)對(dui)必(bi)須(xu)的(de)檢(jian)測(ce)元(yuan)件(jian)在(zai)樣(yang)機(ji)上(shang)的(de)適(shi)用(yong)性(xing)的(de)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)，從(cong)而(er)使(shi)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)大(da)為(wei)提(ti)高(gao)

，
 
 
　一yi個ge好hao的de防fang搖yao裝zhuang置zhi，可ke以yi避bi免mian碰peng撞zhuang等deng一yi係xi列lie事shi故gu的de發fa生sheng，大da大da提ti高gao了le起qi重zhong機ji的de操cao作zuo效xiao率lv和he起qi重zhong機ji操cao作zuo過guo程cheng的de安an全quan性xing。對dui起qi重zhong機ji的de防fang搖yao的de實shi現xian和he研yan究jiu，首shou先xian要yao做zuo好hao機ji械xie方fang麵mian的de防fang搖yao設she計ji
，從cong吊diao具ju、大車、小車三個方麵進行考慮；其qi次ci做zuo好hao電dian氣qi方fang麵mian的de設she計ji
，最zui終zhong實shi現xian裝zhuang置zhi的de精jing確que控kong製zhi。在zai做zuo好hao機ji械xie防fang搖yao的de接jie觸chu上shang，做zuo好hao電dian氣qi防fang搖yao，將jiang在zai給gei頂ding速su度du下xia的de滿man載zai吊diao具ju擺bai動dong時shi間jian控kong製zhi在zai一yi個ge可ke以yi控kong製zhi的de範fan圍wei內nei

，使shi吊diao具ju的de搖yao擺bai幅fu度du控kong製zhi在zai一yi定ding範fan圍wei。另ling外wai
，最zui重zhong要yao的de因yin素su取qu決jue於yu操cao作zuo司si機ji的de人ren為wei因yin素su，讓rang司si機ji去qu熟shu悉xi機ji況kuang，在zai保bao證zheng安an全quan的de條tiao件jian下xia提ti高gao勞lao動dong生sheng產chan率lv才cai是shi重zhong中zhong之zhi重zhong的de事shi。