回转旋臂式船用起重机的动力学分析与建模

摘要/Abstract

摘要： 对一种回转式船用起重机系统，采用拉格朗日分析方法建立动力学模型。在固定于船体的非惯性系中，应用拉格朗日方法，计算出吊车系统的相对动能，并将系统的惯性力加入各自由度的广义力中，分析得到旋臂运动与负载摆动的动力学方程。建立的动力学模型不但描述吊车控制量以及旋臂回转、俯仰力矩与吊绳张力对系统状态的影响，而且充分考虑船体本身受海浪作用产生的6自由度运动对吊车系统状态的影响。此外，这种模型结构相对简单，便于对系统进行动力学特性分析与控制器设计。通过仿真试验验证了系统的部分运动学特性。

关键词: 船用起重机, 动力学建模, 欠驱动系统

Abstract: The dynamic model of a kind of boom crane mounted on ships is established. The relative kinetic energy is calculated in the non-inertial coordinate frame fixed on the crane ship. Introducing the inertial force, the Lagrange’s equations successfully depict the movement of the system consisting of the boom and payload, which is impacted not only by the control forces：the luffing and slewing moments of the boom and the rope’s strain, but also the 6 degrees of the crane ship’s movement mainly caused by ocean wave. The structure of the obtained model is suitable for the dynamics analysis and controller design for the system. Some kinematic features are demonstrated by the provided simulation result

Key words: Dynamics modeling, Ship-mounted crane, Underactuated system

中图分类号:

TP273

王鹏程;方勇纯;相吉磊;赵振杰. 回转旋臂式船用起重机的动力学分析与建模[J]. , 2011, 47(20): 34-40.

WANG Pengcheng;FANG Yongchun;XIANG Jilei;ZHAO Zhenjie. Dynamics Analysis and Modeling of Ship-mounted Boom Crane[J]. , 2011, 47(20): 34-40.

[1]	张俊, 吴成阳, 方汉良, 孙载超, 王凯龙, 汤腾飞. Z4型冗余驱动并联操作器的驱动特性研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(7): 66-78.
[2]	商德勇, 黄欣怡, 黄云山, 张天佑. 基于Kane方程的Delta并联机器人刚柔耦合动力学研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(7): 124-133.
[3]	王敏, 孙景健, 丁基恒, 孙翊, 彭艳, 蒲华燕, 罗均, 谢少荣. 基于D-H参数与拉格朗日联立方程的仿生水蛇机器人运动学分析及动力学建模[J]. 机械工程学报, 2024, 60(15): 134-148.
[4]	王明昊, 汪满新. 一种新型五自由度混联机器人动力学建模与性能评价[J]. 机械工程学报, 2023, 59(9): 63-75.
[5]	赵睿英, 余进, CHEN Y H, 冯艳丽, 曹学鹏. 机械系统动力学Rosenberg嵌入法的扩展与解耦：一阶约束与二阶约束的整合[J]. 机械工程学报, 2023, 59(9): 101-115.
[6]	朱子俊, 朱祥龙, 董志刚, 康仁科, 鲍岩. 磨削加工颤振稳定性研究综述[J]. 机械工程学报, 2023, 59(21): 15-33.
[7]	于曰伟, 赵雷雷, 谭迪, 周长城. 考虑牵引电机振动的列车-轨道系统垂向耦合动力学分析[J]. 机械工程学报, 2023, 59(16): 379-389.
[8]	马光同, 曾靖淞, 冯丕极, 闫兆盈, 张伟海. 超导电动磁悬浮列车次级悬挂混合阻尼半主动减振控制研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(10): 236-249.
[9]	徐向阳, 李龙, 任博, 朱才朝. 空间轴交角人字行星齿轮系统动态特性研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(1): 141-150.
[10]	徐灵敏, 叶伟, 李秦川. 并联机器人逆动力学建模的几何代数方法[J]. 机械工程学报, 2022, 58(7): 1-11.
[11]	卢浩, 郭士杰, 杨志强, 陈力, 邓飞, 王洪波. 2R耦合驱动关节动力学建模与参数辨识[J]. 机械工程学报, 2022, 58(23): 51-64.
[12]	雷声, 毛宽民, 田微, 孔德龙. 基于模型修正的螺栓结合部虚拟材料参数识别及应用[J]. 机械工程学报, 2022, 58(21): 274-284.
[13]	于曰伟, 赵雷雷, 周长城. 坐姿人体与车辆-轨道系统的垂向耦合作用机理[J]. 机械工程学报, 2022, 58(16): 290-300.
[14]	廖茂林, 宋文, 王晓勇, 辛岩莉, 郜志英. 直动型溢流阀的流固耦合建模与动态特性研究[J]. 机械工程学报, 2021, 57(23): 137-148.
[15]	庄未, 苏晓, 赵逸舟, 张瑞欣. 车把前倾角对无人驾驶自行车90°圆周运动的影响[J]. 机械工程学报, 2021, 57(2): 256-264.

回转旋臂式船用起重机的动力学分析与建模

Dynamics Analysis and Modeling of Ship-mounted Boom Crane

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价