Mô hình hóa hệ cầu trục xét tới yếu tố rung lắc dọc trục

Trong nghiên cứu này, một mô hình cầu trục 6 bậc tự do được đề xuất với việc xét thêm yếu tố rung lắc theo chiều dọc lên cầu trục, đồng thời tiến hành khảo sát mô hình động lực học thu được thông qua mô phỏng số.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô hình hóa hệ cầu trục xét tới yếu tố rung lắc dọc trục P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY MÔ HÌNH HÓA HỆ CẦU TRỤC XÉT TỚI YẾU TỐ RUNG LẮC DỌC TRỤC MODELLING OF AN OVERHEAD CRANE WITH VERTICAL VIBRATION FACTOR Phạm Văn Hùng1,*, Đỗ Mạnh Dũng2, Phạm Văn Minh , Nguyễn Thu Hà1, Lê Thị Ngọc Oanh1 1 TÓM TẮT 1. GIỚI THIỆU Hệ cầu trục là một thiết bị dạng cần cẩu treo được sử dụng rất phổ biến Hệ thống cần cẩu treo dạng cầu trục được ứng dụng trong các ngành công nghiệp nặng như lắp ráp hệ thống, xây dựng, sản xuất máy rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp để nâng hạ và di móc, giao thông vận tải, đóng tàu,... Là một thiết bị thiếu chấp hành, hệ thống chuyển tải trọng (hàng hóa), giúp tiết kiệm tối đa chi phí cầu trục thường được mô hình hóa trong các bài toán với khoảng 3 đến 5 bậc tự vận chuyển và nhân lực. Việc nghiên cứu hệ thống này về do, có xét tới yếu tố dao động rung lắc theo phương ngang hoặc xét thêm tới các phương diện động lực học cũng như điều khiển thu hút nhiễu tác động một cách khách quan vào hệ thống như ảnh hưởng của gió và sự quan tâm rất lớn của các kỹ sư cũng như các nhà khoa mưa. Tuy nhiên trong thực tế khi vận hành, ngoài rung lắc theo phương ngang học thuộc lĩnh vực điều khiển trong những thập kỉ gần còn tồn tại thành phần rung lắc theo phương dọc trục (phương thẳng đứng) gây đây. Về phương diện động lực học và điều khiển, cầu trục ra bởi tải trọng của tải và mức độ đàn hồi của dây treo. Thành phần này có biên là hệ hụt dẫn động (thiếu cơ cấu chấp hành). Để điều độ nhỏ hơn rất nhiều so với hai dao động ngang còn lại nên thường ít được nhắc khiển hệ này có thể sử dụng công cụ fuzzy logic [1], tới. Mặc dù vậy, sự có mặt của nó vẫn gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của neural network [2], các kĩ thuật thích nghi [4, 5], điều hệ thống, hiệu suất của hệ thống và mức độ tổn hao năng lượng. Trong nghiên khiển dự báo theo mô hình MPC (Model predictive cứu này, một mô hình cầu trục 6 bậc tự do được đề xuất với việc xét thêm yếu tố control) [6],... hoặc kết hợp các phương pháp trên. Trong rung lắc theo chiều dọc lên cầu trục, đồng thời tiến hành khảo sát mô hình động số đó có thể kể tên một số công trình nổi bật như [2], lực học thu được thông qua mô phỏng số. nhóm tác giả đã sử dụng cấu trúc mạng neural song song Từ khóa: Hệ cầu trục, mô hình động học, dao động theo phương thẳng đứng. kết hợp với việc tổ hợp mặt trượt nhằm thích nghi cho mô hình bất định. Trong [8], tác giả đã sử dụng thuật toán ABSTRACT kinh điển PID có chỉnh dịnh tham số theo nguyên lý tối ưu The overhead crane system is a type of crane commonly found in heavy bầy đàn. Nghiên cứu [7] đã thiết kế giải thuật sử dụng 2 industrial environment such as assembly system, construction, machinery vòng điều khiển với mặt trượt dạng tích phân và điều manufacturing, transportation, ship-building,... etc. The overhead crane is an khiển phản hồi tuyến tính hóa. Các công trình này tập under-actuated system, it is often modeled with about 3 to 5 degrees of trung vào việc điều khiển cho xe con bám vị trí đặt, giảm freedom, taking into account horizontal vibration factor or noise that affected in thiểu sự dao động của tải trọng theo 2 chiều khi xe an objectively way to system like wind or rain. However, in practice, besides chuyển động nên mô hình cần cầu trục được đưa ra để horizontal vibration factor, it is still existed a veritcal vibration factor which is nghiên cứu có số bậc tự do là 3, 4 hoặc 5. Tuy nhiên, ngoài caused by load and elastic level of wire. This component has a smaller amplitude bị ảnh hưởng bởi yếu tố dao động ngang trục, trong thực than the 2 horizontal osillations so it is rarely mentioned. Even though, the tế cầu trục còn bị ảnh hưởng bởi yếu tố dao động theo appearance of this factor still affected directly to the quality of system, efficiency phương thẳng đứng. Nguyên nhân dẫn đến sự có mặt của of system and the level of energy consumption. In this study, the overhead crane thành phần này chủ yếu do kết cấu đàn hồi của sợi dây system with 6 degrees of freedom is proposed with the consideration of vertical treo, độ nặng của tải, cấu tạo hệ thống dầm thép chịu lực vibration factor, and investigating the dynamic model obtained through và các cơ cấu gối đỡ. Mặc dù có biên độ dao động tương numerical simulation. đối nhỏ so với các thành phần dao động ngang trục Keywords: Overhead crane system, dynamic model, vertical vibration. nhưng ảnh hưởng của nó gây ra cho hệ thống là không thể không kể đến. Sự ảnh hưởng này trực tiếp làm giảm 1 Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội tuổi thọ của các hệ thống dầm thép chịu lực, làm suy 2 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giảm h ...