徐振勇

（山東萊鋼物流發(fā)展有限公司，山東 濟南 271104）

現(xiàn)階段的社會發(fā)展背景中，很多研究人員深入探討橋式起重機定位和消擺方面，在控制方法、狀態(tài)反饋以及位置控制等多方面來開展橋式起重機智能防擺技術(shù)，但是這些計算的方法對起重機模型的依賴性較強。這種情況下，相關(guān)研究人員設(shè)計出了一些智能防擺控制的技術(shù)控制方法，能夠有效遠離對系統(tǒng)模型的依賴性，同時能夠準確處理數(shù)據(jù)，對防擺系統(tǒng)進行跟隨控制，改善系統(tǒng)的性能。

1 橋式起重器吊物擺動現(xiàn)象的原因

橋式起重機重要的組成部分就是柔性鋼絲繩，鋼絲繩是起重機吊物搖擺主要原因。起重機在工作中如果加速或者減速，由于慣性的作用，吊物行走會慢于起重機，這時候吊物和鋼絲繩的出繩點就會有一個角度形成，致使重力作用下吊物以鋼絲繩出繩點為吊點，鋼絲繩長度為半徑來回擺動，如果吊物重量較大，那么擺動的范圍就會相對小一些，也可以將其看做單擺現(xiàn)象。根據(jù)單擺周期公式可以得出結(jié)論，吊物擺動的周期和吊物的質(zhì)量是沒有任何關(guān)系的，其只和鋼絲繩長度有關(guān)，如果鋼絲繩越長，那么吊物擺動的周期就會越大。

2 橋式起重機智能防擺控制技術(shù)

2.1 機械防擺一般采取的措施

（1）加大小車處鋼繩的出繩角度。這種做法操作起來較為簡單，并且投入的成本少，例如在起重機吊具的四個角上，通過滑輪將鋼絲繩引出來，就形成了倒八字的一個機構(gòu)。然后水平移動這些吊物的時候，由于左右兩邊的鋼絲繩都在受力，所以吊物擺動也被較好的限制起來，不僅防擺效果好，而且在很多起重機防擺技術(shù)中都有應(yīng)用。

（2）交叉鋼絲繩防擺。施工人員遵循小車運行的方向在小車駕上設(shè)置兩組交叉懸掛的減搖鋼絲繩和驅(qū)動裝置，在驅(qū)動液壓系統(tǒng)的作用下，鋼絲繩會產(chǎn)生一定的張力，然后有效控制吊物擺動，但是這種方法在不同的起吊載荷式操作下所得到的差異也會不同。

（3）分離小車式防搖擺。一般來說，這種方式會使小車在行走的時候，兩組小車通過驅(qū)動機構(gòu)漸漸像兩側(cè)分離，這時候的鋼絲繩就是V型，一定程度的控制載荷擺動；而當小車停止運行時，兩組小車會自動靠攏，然后執(zhí)行起升或者下降的指令，不過這種方式會加大小車負荷的重量，同時機構(gòu)也較為復(fù)雜。

（4）蹺板式防搖擺。蹺板式防搖擺裝置中主要包括磽板梁和安裝起重機上的液壓緩沖缸，在小車加速的情況下，其受到慣性力的作用，載荷會沿著小車運行的反方向擺動，這就會使蹺梁板向一側(cè)傾斜，產(chǎn)生的能量被液壓緩沖缸吸收［3］。如果在小車運行中，載荷向著反方向擺動受到阻礙，就會自主改變方向繼續(xù)擺動。在這樣反復(fù)運動下，液壓缸將所有的能量全部吸收，有效的控制載荷擺動，并且操作起來較為簡單，獲得的效果明顯，不過結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

2.2 電氣防搖擺措施

（1）我國現(xiàn)階段橋式起重機中有很多不同種類的控制器、變頻器等技術(shù)，有效帶動了電氣防搖擺控制系統(tǒng)的發(fā)展。電氣防搖擺控制系統(tǒng)的原理主要是小車在加速運行中，先測量其吊鉤擺動的角度，然后合理控制小車做加速或加速動作來限制吊鉤的擺動，如果小車達到了某一設(shè)定的速度時，那么吊鉤的擺動角度就會很小，甚至不動，成功抵消偏擺角。電氣防搖擺控制技術(shù)多借助開環(huán)控制系統(tǒng)或者閉環(huán)控制系統(tǒng)完成，開環(huán)控制系統(tǒng)較為方便，在操作的時候不需要測量偏擺角，只要依據(jù)測量好的數(shù)據(jù)來控制起重機防搖即可。一般來說，開環(huán)控制系統(tǒng)能夠減少大部分的搖擺度，也能有良好的穩(wěn)定效果，同時保證現(xiàn)場的需求，降低施工人員控制的難度和成本。而閉環(huán)控制系統(tǒng)要麻煩許多，施工人員要增加偏擺角測量的裝置，雖然控制精度較高，穩(wěn)定性好，但是相對來說，其控制起來還是比較復(fù)雜的，并且成本投入高。因此，起重機智能防擺控制技術(shù)多是選用開環(huán)控制系統(tǒng)。如果設(shè)置的防搖輔助功能參數(shù)正確無誤，那么相應(yīng)的變頻器就可以測量出吊鉤的高度，并且借助通訊將數(shù)據(jù)傳輸給車上的變頻器。

（2）防搖擺系統(tǒng)電氣控制方法。一般來說，電氣控制思路分為：小車運行啟動或者加速的時候，研究人員要先根據(jù)小車運行加速速度來正確計算鋼絲繩偏擺角度，然后借助編碼器測量計算鋼絲繩的長度，然后根據(jù)繩長以及偏擺角精準計算重物偏擺距離和周期，接著讓小車在特定距離內(nèi)進行減速運行，保證鋼絲繩的中心和吊物中心位置在豎直方向處于重合狀態(tài)，催動小車加速運動，速度和吊物速度相同，有效消除吊物偏擺，使吊物能夠穩(wěn)定運行。同時，減速停止過程中的控制和加速中控制原理相同，技術(shù)人員只要對其機構(gòu)進行合理的加速和減速控制即可。

（3）電氣防搖技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展。雙脈沖前饋控制是以二階理論為基礎(chǔ)的控制手段，在防搖控制系統(tǒng)找那個再加入一些先進的控制技術(shù)，通過多次嘗試取得相應(yīng)的結(jié)果，例如得到了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等技術(shù)防范。其中，模糊控制主要是模仿起重機操作者實際操作經(jīng)驗來建立一個模糊控制規(guī)則庫，在小車速度控制之下，減少本身具備的不確定性、不精準性、噪音等困難?，F(xiàn)階段，模糊技術(shù)已經(jīng)深入到起重機防搖試驗和仿真方面，而模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器主要是一個四層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其中第一層代表輸出，第二層代表模糊化成層，第三層是會規(guī)則層，第四層是輸出層。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器能夠良好解決模糊控制中的難題，例如模糊規(guī)則的自動提取操作，大大提高了控制系統(tǒng)的適應(yīng)能力。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)因為需要大量的實驗數(shù)據(jù)和真實的理論模型來支撐，研究人員只能通過長期積累的經(jīng)驗進行操作，所以，這項技術(shù)現(xiàn)在還在探索中。

3 結(jié)語

綜上所述，起重機的防搖擺技術(shù)正處于快速發(fā)展時期，將帶動起重設(shè)備向智能化方向發(fā)展。