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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：295 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(shù),對一橋式起重機的安全自主運行系統進(jìn)行了仿真和實(shí)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(shí)際運行情況,采用四模型(即虛擬模型、物理動(dòng)力學(xué)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(shí)驗平臺上進(jìn)行了起重機路徑規劃和大小車(chē)軌跡跟蹤仿真實(shí)驗,采用了變論域模糊PID控制器,對起重機大小車(chē)軌跡跟蹤進(jìn)行了控制;最后,對該數字孿生系統進(jìn)行了互聯(lián)互通實(shí)物驗證實(shí)驗。研究結果表明:在起重機數字孿生系統中可以同步進(jìn)行虛擬仿真和實(shí)物實(shí)驗;在起重機大小車(chē)軌跡跟蹤實(shí)驗中,使用所提變論域模糊PID控制方法時(shí),大車(chē)跟蹤誤差在±7cm內,小車(chē)跟蹤誤差可達±6cm,表明該控制方法的先進(jìn)性;同時(shí),該系統初步達成數字孿生技術(shù)虛實(shí)同步、虛實(shí)融合、虛實(shí)對照的目標,并且具有良好的三維可視化效果,可為推動(dòng)機電裝備的數字化進(jìn)程提供一種思路。

關(guān)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(lèi)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.