Mô hình điều khiển công đoạn tự động cho cần trục container

Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu thiết kế một mô hình điều khiển công đoạn tự động cho cần trục container ở các Cảng biển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô hình điều khiển công đoạn tự động cho cần trục container MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CÔNG ĐOẠN TỰ ĐỘNG CHO CẦN TRỤC CONTAINER THE AUTOMATIC PHASE CONTROL MOCK- UP FOR QUAYSIDE CONTAINER CRANE NGUYỄN XUÂN HÙNG Trường Cao đẳng Công nghệ, Đại học Đà Nẵng LÊ BÁ VŨ Học viên cao học khoá 2004-2007 TÓM TẮT Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu thiết kế một mô hình điều khiển công đoạn tự động cho cần trục container ở các Cảng biển. ABSTRACT This article presents the results of research on designing an automatic phase control mock-up for Quayside Container Crane. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong công cuộc hội nhập kinh tế quốc tế ở nước ta hiện nay, việc đầu tư và đưa vào sử dụng các cần trục container lớn phục vụ cho hệ thống Cảng biển nước sâu ngày càng nhiều. Tuy nhiên, do đặc thù công việc, không thể tự động hóa quá trình khai thác xếp dỡ cho các cần trục này. Chính vì không thể điều khiển tự động được nên quá trình tăng tốc cũng như quá trình hãm xe lăn trong quá trình khai thác không theo một quy luật nào dẫn đến khối hàng dao động là điều khó tránh khỏi. Vì vậy năng suất bốc xếp phụ thuộc vào rất nhiều tay nghề người công nhân vận hành. Do vậy việc tiếp cận, chế tạo hệ thống điều khiển tự động cho cần trục là vấn đề cấp thiết về mặt lý luận cũng như thực tiễn. 2. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Trước khi vào vấn đề chính, xin trình bày mô hình tính toán động lực cơ cấu di chuyển xe lăn để khảo sát dao động của khối hàng. 2.1. Dao động ngang của khối hàng khi xe lăn tăng tốc hay dừng lại Sơ đồ tổng quát của kết cấu cần trục thể hiện dưới dạng 2 khối lượng, khối lượng m0 chuyển động thẳng đều, còn khối lượng m2 dao động và gắn liền với khối lượng m0 bằng khớp nối cứng (không đàn hồi). F(t) - Lực tăng tốc hoặc lực hãm. (xem Hình 2.1) Hình 2.1. Sơ đồ chuyển động của xe lăn và khối hàng  Phương trình chuyển động của khối hàng, xe lăn có dạng  d 2 q d 2 q0  m2 g m2  2   q  0 (2.1)  dt 2  l  dt  2 d q 0 m2 g m0  q  F t  (2.2) dt 2 l d 2 q0 d 2q g Từ phương trình (2.1) ta thu được: 2  2  q dt dt l 2 d q0 Thay vào phương trình (2.2) ta được phương trình vi phân chuyển động khối hàng: dt 2 d 2q m0 g m0  m2 q  F t  2  dt l d 2q g  m  F t   2  1  2 q  (2.3) dt l  m0  m0 Nghiệm tổng quát của phương trình (2.3) có dạng: g  m2  g  m2  q  A sin 1  t  B cos 1  t   t  (2.4) l  m0  l  m0  (t) - Nghiệm riêng của phương trình (2.3). Lấy gần đúng F(t)  P và thay F(t) vào phương trình (2.3) ta sẽ có nghiệm riêng  t   Pl m0  m2 g Lúc đó (2.4) có dạng g  m2  g  m2  Pl q  A sin 1  t  B cos 1  t  (2.5) l  m0  l  m0  m0  m2 g dq Điều kiện ban đầu khi t = 0 thì q  0;  0 dt Pl Khi đó: A  0; B   m0  m2 g Pl  g m  q 1  cos 1  2 t  (2.6) m0  m2 g   l  m0    Dao động ngang của hàng hóa không phải là điều chúng ta mong muốn. Chúng ta xét một vài biện pháp giảm dao động sau khi tăng tốc hoặc hãm máy.Lấy đạo hàm phương trình (2.6) theo t ta được phương trình vận tốc của khối hàng dq P l  m  g m   1  2  sin 1  2 t dt m0  m2  g  m0  l  m0  dq g m  Khi q  0;  0 thì 1  2 t  2n Với n - số nguyên dương dt l  m0   dq Rỏ ràng vào thời điểm q  0,  0 mà không có P (tức P = 0) thì dao động khối hàng dt không có. Lực P được lấy bằng không (= 0) khi quá trình tăng tốc hoặc hãm kết thúc. Thành ra thời gian tăng tốc và dừng lại phải lấy bằng m0 l t  2n (2.7) m0  m2 g Với t được chọn như vậy, thì chuyển động của khối hàng sau khi xe lăn tăng tốc hay hãm chắc chắn là không dao động 2.2. Ứng dụng vào thiết kế hệ thống điều khiển cần trục Mô hình nghiên cứu được mô tả trên hình 2.2. Buong may Xe lan ...