ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОЦЕСІВ ПЕРЕМІЩЕННЯ І РОЗГОНУ ВАНТАЖНОГО ВІЗКА МО-СТОВОГО КРАНА У РЕЖИМІ ГАСІННЯ НЕКЕРОВАНИХ КОЛИВАНЬ ВАНТАЖУ

Автор(и)

  • Юрій Човнюк Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-0608-0203
  • Петро Чередніченко Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0001-7161-661X
  • Наталія Шудра Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0001-5416-7680
  • Артем Лютіков Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-6866-9857

DOI:

https://doi.org/10.32347/tb.2024.40.0307

Ключові слова:

мостовий кран, траєкторія вантажу, гасіння коливань, розхитування, оптимізація, переміщення, розгін, вантажний візок, канат

Анотація

У роботі проведене моделювання та оптимізація процесів переміщення і розгону вантажного візка мостового крана у режимі гасіння некерованих коливань вантажу. Для динамічної системи плоского маятника із затуханням коливань, яка описує коливання вантажу мостового крана на гнучкому канатному підвісі у окремій вертикальній площині, запропоновано використову-вати сплайни по часу третього порядку, які моделюють рух та прискорення точки підвісу вантажу у горизонтальному напрямку руху вантажного візка. Для з'ясування часової залежності кута відхилення вантажного крана від гравітаційної ве-ртикалі запропоновано використати методи класичного варіаційного числення (рівняння Ейлера-Пуассона), котрі дозволяють оптимізувати (мінімізувати) величину вказаного кута у процесі роз-гону вантажного візка з вантажем, підвішеним на канаті мостового крана. Отриманий аналітичний розв'язок задачі гасіння залишкових некерованих коливань вантажу мос-тового крана, які зазвичай виникають після повного розгону чи гальмування точки підвісу вантажу на вантажному візку. Для виведення залежностей використаний аналітичний підхід задля розраху-нку величини кута відхилення вантажного канату мостового крана від гравітаційної вертикалі у залежності від прискорення і переміщення точки підвісу вантажу. Розглянута проблема розхитування вантажу, який переміщується мостовим краном, вирі-шена новим способом, котрий дозволяє повністю уникнути маятникових просторових коливань вантажу на канатному підвісі. При цьому використаний математичний апарат лінійної алгебри (правило Крамера, зокрема), який дозволяє аналітичним шляхом встановити закон руху у часі ка-нату з вантажем, кут відхилення котрого від вертикалі приймає мінімальні значення у процесі ро-згону вантажного візка.

Посилання

  1. Ridout A.J. Anti-swing control of the overhead crane using linear feedback. Journal of Electrical and Electronics Engineering. 1989. Vol.9. No. 1/2. P. 17-26. {in English}
  2. Omar H.M. Control of gantry and tower cranes: PhD Dissertation. Virginia Polytechnic Institute and State University. Blacksburg, Virginia. 2003. 100 p. {in English}
  3. Korytov M., Shcherbakov V., Volf E. Impact sigmoidal cargo movement paths on the efficiency of bridge cranes. International Journal of Mechanics and Control. 2015. Vol. 16. No. 2. P. 3-8. {in English}
  4. Shcherbakov V., etc. The reduction of errors of bridge crane loads movements by means of optimization of the spatial trajectory site. Applied Mechanics and Materials. 2015. Vol. 811. P. 99-103. {in English}
  5. Shcherbakov V., etc. Mathematical modeling of process moving cargo by overhead crane. Applied Mechanics and Materials. 2014. Vols. 701-702. P. 715-720. {in English}
  6. Kim Y.S., etc. A new vision-sensorless anti-sway control system for container cranes. Industry Applications Conference. 2003. Vol. 1. P. 262-269. {in English}
  7. Blackburn D., etc. Command Shaping for Non-linear Crane Dynamics. Journal of Vibration and Control. 2010. No.16. P. 477-501. {in English}
  8. Singer N., Singhose W., Seering W. Comparison of filtering methods for reducing residual vibration. European Journal of Control. 1999. No. 5. P. 208-218. {in English}
  9. Reshmin S.A., Chernousko F.L. A time-optimal control synthesis for a nonlinear pendulum. Journal of Computer and Systems Sciences International. 2007. Vol. 46. No.1. P. 9-18. {in Eng-lish}
  10. Almuzara G.J.L., Flugge-Lots I. Minimum time control of a nonlinear system. Journal of Differential Equations. 1968. Vol. 4. No.1. P. 12-39. {in English}
  11. Loveikin V.S., Romasevych Yu.O., Chovniuk Yu.V., Kadykalo I.O. Dynamika y optymizatsiia pidiomno-transportnykh mashyn. K.: TsP «Komprint», 2019. 292 s. {in Ukrainian}
  12. Loveikin V.S., Chovniuk Yu.V., Dikteruk M.H., Pastushenko S.I. Modeliuvannia dynamiky mekhanizmiv vantazhopidiomnykh mashyn. K.-Mykolaiv: RVV MDAU, 2004. 286 s. {in Ukrain-ian}
  13. Loveikin V.S., Chovniuk Yu.V., Romasevych Yu.O. Zastosuvannia metodiv variatsiinoho chyslennia v zadachakh optymalnoho upravlinnia vantazhopidiomnymy mashynamy silskohospodarskoho pryznachennia. Pidiomno-transportna tekhnika. 2010. № 2. S. 3-15. {in Ukrainian}.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-10-23

Як цитувати

Човнюк, Ю., Чередніченко, П., Шудра, Н., & Лютіков, А. (2024). ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОЦЕСІВ ПЕРЕМІЩЕННЯ І РОЗГОНУ ВАНТАЖНОГО ВІЗКА МО-СТОВОГО КРАНА У РЕЖИМІ ГАСІННЯ НЕКЕРОВАНИХ КОЛИВАНЬ ВАНТАЖУ. Техніка будівництва, (40), 71–78. https://doi.org/10.32347/tb.2024.40.0307

Номер

Розділ

Галузеве машинобудування