基于數字孿生的橋式起重機自主運行系統研究

作者：李輝,惠延波,王瞧,等. 日期：2024-04-24/span> 瀏覽：1284 查看PDF文檔

摘要:為了提高橋式起重機的智能化水平和數字化水平,借助數字孿生技術,對一橋式起重機的安全自主運行系統進行了仿真和實驗研究。首先,采用數字孿生思想構建了起重機自主運行系統整體架構,根據橋式起重機的實際運行情況,采用四模型(即虛擬模型、物理動力學模型、行為控制模型和規則計算模型)的方法,構建了起重機的孿生模型;然后,在起重機孿生實驗平臺上進行了起重機路徑規劃和大小車軌跡跟蹤仿真實驗,采用了變論域模糊PID控制器,對起重機大小車軌跡跟蹤進行了控制;最后,對該數字孿生系統進行了互聯互通實物驗證實驗。研究結果表明:在起重機數字孿生系統中可以同步進行虛擬仿真和實物實驗;在起重機大小車軌跡跟蹤實驗中,使用所提變論域模糊PID控制方法時,大車跟蹤誤差在±7cm內,小車跟蹤誤差可達±6cm,表明該控制方法的先進性;同時,該系統初步達成數字孿生技術虛實同步、虛實融合、虛實對照的目標,并且具有良好的三維可視化效果,可為推動機電裝備的數字化進程提供一種思路。

關鍵詞:起重機;數字孿生系統;孿生模型;跟蹤控制;虛擬仿真;變論域模糊PID控制器

中圖分類號:TH215文獻標識碼:A文章編號:1001-4551(2024)04-0691-10


李輝,惠延波,王瞧,等.基于數字孿生的橋式起重機自主運行系統研究[J].機電工程，2024,41（4）：691-700.
LI Hui HUI Yanbo, WANG Qiao,et al. Autonomous operation system of overhead crane based on digital twins[J].Journal of Mechanical & Electrical Engineering,2024,41（4）：691-700.