ДонНТУ   Портал магистров   Сайт ЭТФ   Кафедра ЭАПУ

Зайцев Егор Владимирович

Электротехнический факультет

Кафедра Электропривод и автоматизация промышленных установок

Специальность Электромеханические системы автоматизации и электропривод

Разработка и исследование методов гашения колебаний груза и упругих колебаний в конструкциях крановых механизмов

Научный руководитель: д.т.н., проф. Толочко Ольга Ивановна

Консультант: асп. Бажутин Денис Владимирович

Резюме Биография Реферат Библиотека Ссылки Отчет о поиске Индивидуальный раздел

Библиотека материалов по теме выпускной работы

Собственные публикации и доклады

1. Упрощение расчёта оптимального по энергии закона управления электоприводом тележки мостового крана с учётом гашения колебаний груза

   Авторы: Е.В. Зайцев, Д.В. Бажутин, О.И. Толочко

   Описание: В работе описана упрощенная процедура расчёта оптимального по энергии алгоритма управления электроприводом тележки мостового крана с учётом гашения колебаний груза. Упрощение достигается путём представления коэффициентов закона управления в виде аппроксимированных функций длины каната. Приведены графики переходных процессов, отображающие эффективность данного подхода.

   Источник: Вісник кафедри Електротехніка за підсумками наукової діяльності студентів: Тематичний випуск за підсумками роботи Всеукраїнської науково-технічної конференції студентів і аспірантів. – Донецьк, ДонНТУ, 2013 – с. 60-62.

2. Исследование упругих свойств конструкции мостового крана

   Авторы: Е.В. Зайцев, Д.В. Бажутин

   Описание: Кратко рассмотрены результаты измерения упругих колебаний конструкции моста в его крайних точках и точке закрепления тележки для случаев, когда тележка находится в центральной точке и на четверть длины смещена от центра.

   Источник: Електротехнічні та електромеханічні системи: Матеріали XVIII Всеукраїнської студентської науково-технічної конференції. – Севастополь: СевНТУ, 2013.

Тематические статьи

3. Обмеження швидкості електропривода візка мостового крану при розгоні у три етапи

   Авторы: О.І. Толочко, Д.В. Бажутін

   Описание: Обговорюється необхідність обмеження швидкості електропривода візка мостового крану при розгоні у три етапи за умови гасіння коливань вантажу. Порівнюється тривалість процесу позиціонування із обмеженням та без нього.

   Источник: Вісник Кременчуцького державного університету імені Михайла Остроградського – Кременчук: КДУ, 2010. – Вип. 4/2010 (63) частина 1. – С. 24-27.

4. Сравнительный анализ методов гашения колебаний груза, подвешенного к механизму поступательного движения мостового крана

   Авторы: О.І. Толочко, Д.В. Бажутін

   Описание: Представлен сравнительный анализ трёх законов управления для мостового крана, обеспечивающих гашение колебаний груза. Синтезирована двухконтурная система регулирования скорости для крана, компенситующая влияние колебаний груза на процесс позиционирования.

   Источник: Міжвідомчий науково-технічний журнал Електромашинобудування та електрообладнання №75 – Київ: «Техніка», 2010. – С.22-28.

5. Adaptive sliding mode fuzzy control for a two-dimensional overhead crane

   Авторы: Liu, D., Yi, J., Zhao, D., Wang, W.

   Описание: An adaptive sliding mode fuzzy control approach is proposed for a two-dimensional overhead crane. System linearization transforms the two-dimensional system to two independent systems: X-direction transport system and Y-direction transport system. Both the two systems are with the same dynamic model and include two subsystems: positioning subsystem and anti-swing subsystem. Combining SMC’s robustness and FLC’s independence of system model, a sliding mode fuzzy control approach is proposed for both X-direction transport and Y-direction transport. According to the influences on system dynamic performance, both the slope of sliding mode surface and the coordination between the two subsystems are automatically tuned by real time fuzzy inference respectively. The effectiveness of the proposed control approach is demonstrated by experiments with a two-dimensional prototype overhead crane.

   Источник: Journal Mechatronics Vol.15, No.5, 2005. – pp.505-522.

   *В связи с соблюдением авторских прав здесь приведена ссылка на статью.

6. Fuzzy projection control law and its application to the overhead crane

   Авторы: Chang, C.Y., Chiang, K.H.

   Описание: Overhead cranes are typically operated manually or via conventional control methods, such as PD-, optimal- and PLC-based method. This study presents a novel method that accelerates transportation and minimizes the payload swing of the overhead cranes. Based on the inertia theorem, this method does not need a complex dynamic model for a crane system, but rather uses trolley position and swing angle data to design the proposed fuzzy projection controller. An enhanced fuzzy algorithm is also utilized to eliminate the deadzone problem. Last, the feasibility and effectiveness of the proposed scheme are compared with those of the conventional PD and nonlinear coupling methods.

   Источник: Journal Mechatronics Vol.18, No.10, 2008. – pp.607-615.

   *В связи с соблюдением авторских прав здесь приведена ссылка на статью.

7. Generalized design of an anti-swing fuzzy logic controller for an overhead crane with hoist

   Авторы: Trabia, M.B., Renno, J.M., Moustafa, K.A.F.

   Описание: The behavior of many mechanical systems, such as overhead cranes, can be predicted through intuitive observation of their motion under various forces. Mathematical modeling of an overhead crane shows that it is highly coupled. Nonetheless, it is surprisingly easy for an experienced crane operator to drive payloads to target positions with minimal cable swing. This observation naturally promotes the use of fuzzy logic to control overhead cranes. Traditionally, fuzzy logic controllers of overhead cranes were presented for specific crane system/motion parameters. This work presents a novel approach for automatically creating anti-swing fuzzy logic controllers for overhead cranes with hoisting. The model of the crane includes the distributed mass of the cable. The presented approach uses the inverse dynamics of the overhead crane and the desired motion parameters to determine the ranges of the variables of the controllers. The control action is distributed among three fuzzy logic controllers (FLCs): The travel controller, hoist controller, and anti-swing controller. Simulation examples show that the proposed controller can successfully drive overhead cranes under various operating conditions.

   Источник: Journal of Vibration and Control Vol.14, No.3, 2008. – pp.319-346.

   *В связи с соблюдением авторских прав здесь приведена ссылка на статью.

8. Overhead cranes fuzzy control design with deadzone compensation

   Авторы: Chang, C.Y., Chiang, T.C.

   Описание: This article proposes a simple but effective way to control 3D overhead crane. The proposed method uses PID control at the start for rapid transportation and fuzzy control with deadzone compensation when the crane is close to the goal for precise positioning and moving the load smoothly. Only the remaining distance and projection of swing angle are applied to design the fuzzy controller. No plant information of crane is necessary in this approach. Therefore, the proposed method greatly reduces the computational efforts. Several experiments illustrated the encouraging effectiveness of the proposed method through a scaled 3D crane model. The nonlinear disturbance, such as abrupt collision, is also taken into account to check the robustness of the proposed method.

   Источник: Journal Neural Computing & Applications Vol.18, No.7, 2009. – pp.749-757.

   *В связи с соблюдением авторских прав здесь приведена ссылка на статью.

9. Fuzzy-tuned PID Anti-swing Control of Automatic Gantry Crane

   Авторы: Solihin, M.I., Wahyudi, Legowo, A.

   Описание: Anti-swing control is a well-known term in gantry crane control. It is designed to move the payload of gantry crane as fast as possible while the payload swing angle should be kept as small as possible at the final position. A number of studies have proposed anti-swing control using the well-known proportional, integral, derivative (PID) control method. However, PID controllers cannot always effectively control systems with changing parameters. Some studies have also proposed intelligent-based control including fuzzy control. However, the designers often have to face the problem of tuning many parameters during the design to obtain optimum performance. Thus, a lot of effort has to be taken in the design stage. In this paper Fuzzy-tuned PID controller design for anti-swing gantry crane control is presented. The objective is to design a practical anti-swing control which is simple in the design and also robust. The proposed Fuzzy-tuned PID utilizes fuzzy system as PID gain tuners to achieve robust performance to parameters’ variations in the gantry crane. A complex dynamic analysis of the system is not needed. PID controller is firstly optimized in MATLAB using a rough model dynamic of the system which is identified by conducting a simple open-loop experiment. Then, the PID gains are used to guide the range of the fuzzy outputs of the Fuzzy-tuned PID controllers. The experimental results show that the proposed anti-swing controller has satisfactory performance. In addition, the proposed method is straightforward in the design.

   Источник: Journal of Vibration and Control Vol.16, No.1, 2010. – pp.127-145.

   *В связи с соблюдением авторских прав здесь приведена ссылка на статью.

Переводы статей

10. Нейронное робастное управление для возмущенных крановых систем

    Авторы: Cho, H.C., Fadali, M.S., Lee, Y.J., Lee, K.S.

    Описание: В этой статье мы представляем новую методологию управления для возмущенных крановых систем. Нелинейные крановые системы преобразуются в линейные модели с помощью линеаризации обратной связи. Для расчёта параметров контуров регулирования силы с ПД-регуляторами применяются уравнения обратной задачи динамики. Параметры ПД-регуляторов выбираются на основе номинальной модели и поэтому не являются оптимальными для конкретной возмущенной системы. Для достижения желаемого качества переходных процессов с или без учёта возмущающего воздействия мы строим вспомогательный регулятор на основе нейронной сети, чтобы компенсировать ошибки моделирования и помехи. Полное управляющее воздействие представляет собой сумму номинального ПД-регулятора и нейронного вспомогательного регулятора. Нейронная сеть итерационно обучается на возмущённой системе до достижения приемлемого качества регулирования. Мы применяем предложенную схему управления для крановых систем с двумя и тремя степенями свободы с известными ограничениями на массу груза. Эффективность такого подхода к управлению продемонстрирована численно в результате компьютерного моделирования.

    Источник (англ.): Journal of Mechanical Science and Technology Vol.20, No.5, 2006. – pp.591-601.