ОГЛЯД СТАНУ ПИТАННЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПОЗИЦІОНУВАННЯ І КОНТРОЛЮ ВАНТАЖУ СТРІЛОВОГО САМОХІДНОГО КРАНА

Abstract

Стаття спрямована на пошук найбільш ефективного методу зменшення розгойдування стрілового самохідного крану при різних режимах роботи. Для цього було виконано огляд сучасної опублікованої літератури зарубіжних і українських видань та патентних досліджень. Розглянуто класифікацію способів зменшення розгойдувань вантажу на гнучкому підвісі при роботі вантажопідйомних кранів. Наведені результати досліджень спрямовані на ефективне розв’язання питань коливання вантажу, що залежать від зовнішніх і внутрішніх впливів, таких як пориви вітру, швидкість і прискорення механізмів і. т. д. Відзначено, що особлива увага приділяється управлінню зі зворотнім зв’язком, що може зменшити коливання корисного навантаження. Також звернуто увагу на проблему горизонтальних коливань, розв’язання якої є можливим з використанням закону контролю, заснованого на лінеаризованій моделі. Розглянуто математичну модель стрілового крану, що враховує всі ступені свободи, а також нелінійний закон управління, який використовує кожен стан моделі для керування крана в бік бажаного еталона. Також розглянуто гасіння сферичних коливань, яке відбувається за рахунок компенсувальних рухів стріли. Висвітлено винахід, принципом дії якого є гіроскопічний ефект. Розглянуто спосіб управління за допомогою приводів механізмів крана. Проаналізовано роботу контролера, у якому управління зі зворотнім зв’язком поєднується з формуванням вхідних сигналів. Також представлено структурну схему загальної системи управління цього контролера. Обраний оптимальний напрям контролю розгойдування вантажу на стрілі крану. Встановлено, що в більшості розглянутих досліджень увага приділялася, переважно, проблемі розгойдування і контролю позиціонування на кранах мостового типу. Стрілові самохідні крани в цьому напряму найменш досліджені об’єкти.

The article is aimed at finding the most effective method to reduce the swaying of a boom mobile crane under different modes of operation. For this purpose, a review of modern published literature of foreign and Ukrainian publications and patent studies has been performed. The classification of methods of reducing the swaying of the cargo on the flexible suspension during the work of hoisting cranes has been reviewed. The results of research are aimed at an effective solution to the problem of cargo swaying, which depends on external and internal influences such as wind gusts, speed and acceleration of mechanisms, etc. It is noted that special attention is paid to control with feedback, which can reduce the oscillation of the payload. Attention is also drawn to the problem of horizontal oscillations, which can be solved by means of using the control law based on a linearized model. The mathematical model of the jib crane, taking into account all degrees of freedom, as well as a nonlinear control law that uses each state of the model to control the crane toward the desired benchmark is considered. The extinguishing of spherical oscillations, which occurs due to compensating movements of the boom, has been also considered. The invention of the gyroscopic effect is covered. The way of controlling with the help of crane mechanism drives has been reviewed. The operation of the controller in which feedback control is combined with the formation of input signals has been analyzed. A block diagram of the general control system of this controller has been also presented. The optimal direction of controlling the swing of the cargo on the boom of the crane has been chosen. In the conclusions, it was found that most of the examined studies focus mainly on the problem of swaying and positioning control on overhead cranes. Boom mobile cranes are the least studied objects in this direction.