摘 要

汽车起重机在机械工程领域应用非常广泛，现如今起重机的安全问题日益受到重视，起重机的安全问题能直接决定工程人员的生命安全及其工作效率，近年来我国多次因为起重机而产生工程事故，所以汽车起重机的防摇摆在线监控系统成为了预防这类问题出现的关键，为保证起重机能安全并且高效的运行，研究此项技术变得尤为重要。起重机在运行过程中由于工作需要，在某些工况下会采取变速驱动，因此吊重会在运输过程中产生无法避免摆动现象，这会极大的影响其工作效率，并会因为过压等因素导致设备运转错误、过热，从而导致设备寿命降低，更有可能损坏工件。起重机的防摇方式主要经历了人工方式(依靠操作工经验)、液压式、机械式电子式、机械式和智能电子式等主要的阶段，在智能电子式防摇系统问世之前，其防摇摆系统由于科技含量不够，其可靠性与作用程度都无法达不到理想的水平，而智能电子式的可靠性与操纵便捷性是其成为主流的研究方向的主要原因，智能电子式防摆系统主要包括了：基于输入整形的开环控制系统；传统方法控制等防摇策略；采用神经网络控制、模糊控制等智能防摇控制方式。

利用拉格朗日方程对起重机系统建立模型，通过计算得到吊重摆角与其加速度和吊绳长度的关系，在使用拉普拉斯变换从而得到驱动力输入与摆角输出的传递函数，使用simulink对模型进行仿真，得到驱动力和摆角的仿真波形，通过波形得知可以通过在特定时间段撤销驱动力的方式来控制摆角，以达到防摇摆的作用。

关键词：防摇系统，拉普拉斯变换，WINCC，SIMULINK仿真。

Abstract

Truck crane is widely applied in the field of mechanical engineering, crane safety problem is becoming more and more attention now, crane safety problems can directly determine the engineering personnel life safety and work efficiency, in recent years many times because of the crane and produce engineering accidents in our country, so the crane swing proof online monitoring system became the key to prevent such problems, in order to ensure the safety and efficient operation of the crane can research the technology is particularly important. Crane in the operation process when the translational mechanism driven by variable speed hoisting can produce oscillation

phenomenon in the process of transportation, it will greatly influence the work efficiency, and leads to the equipment operation error, because of over voltage, and so on and so forth from overheating. Crane stabilizer is mainly through the manual way (rely on operator experience), hydraulic, mechanical, mechanical and electronic and intelligent electronic this several major stages, before the intelligent electronic phase, its anti swing system owing to lack of scientific and technological content, its reliability and the degree of the effect is not ideal, and the reliability of the intelligent electronic and manipulation convenience is the mainstream research direction, it mainly includes: the open loop control system based on input shaping; The traditional methods such as closed loop feedback control rolling strategy; Using neural network control and fuzzy control, intelligent rolling control method.

Using Lagrange equation for the crane system, a model is established by hoisting pendulum Angle is calculated and its acceleration and the wire length, the relationship between driving force in the use of Laplace transform and swinging Angle of input and output of the transfer function, using simulink simulation of the model, simulation waveform of driving force and angular through waveform that can be a driving force in a specific time period to cancel way to control the pendulum Angle, in order to achieve the effect of anti sway.

Keyword:anti swing system ，Laplace transform，WINCC，SIMULINK simulation.

目录

1. 绪论.........................................................1

1.1 课题研究背景和意义............................................1

1. 国内外研究现状...............................................3

2.1 国内研究现状..................................................3

2.2 国外研究现状..................................................5

1. 研究的基本内容、拟采用的技术方案及措施.......................7

3.1主要研究内容..................................................7

3.2技术方案及措施...............................................7

1. 系统建模....................................................8
2. 利用simulink来研究摆角与吊绳长度和驱动力的关系.............14

5.1 simulink的介绍...............................................14

5.2 驱动力对摆角的影响...........................................14

5.3吊绳长度一定时，速度对吊重摆角的影响..........................16

5.4 速度一定时绳长不同对吊重摆角产生的影响.......................18

1. WINCC设计上位机界面........................................21

6.1 WINCC软件介绍...............................................21

6.2 WINCC软件的突出优点.........................................21

6.3 利用WINCC设计起重机防摇摆系统的上位机界面...................21

6.4 WINCC界面制作过程............................................21

1. 总结........................................................27
2. 参考文献....................................................28

第1章 绪论

1.1课题研究背景和意义

汽车起重机在机械工程领域应用非常广泛，现如今起重机的安全问题越来越被重视，起重机的安全问题直接关系到工程人员的生命安全及其工作效率，近年来我国多次因为起重机而产生工程事故，所以汽车起重机的防摇摆在线监控系统成为了预防这类问题出现的关键，为保证起重机能安全并且高效的运行，研究此项技术变得尤为重要。

汽车防摇摆在线监控测量技术在我国有着超凡的意义，21世纪是科技与工业的时代，大吨位起重机在我国的工业生产等各个方面占有极高的地位。起重机在起重机械中占据了一个重要的位置，是一种作循环运动的起重机械。一个工作循环包括：取物装置先从取物地把物品提起，然后以一定速度移动到工作指定的地点，然后降下物品，接着取物装置返回起始位置，重新开始一个新的工作循环，再次期间的运动状况是较为复杂的。起重机的发展状况可以在一定程度上体现一个国家的发展水平，而起重机的防摇摆在线监测系统可以极大的提高起重机的可靠性和安全性，特别是大吨位的起重机被广泛应用于各个工业领域，在市场上有极大的需求。由于起重机结构复杂，工作量大，很容易因为长期超负荷工作而产生安全问题。