三、電子式防搖技術(shù)
?? （一）傳統(tǒng)控制理論分析
　　當(dāng)起重機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，小車與吊具通過(guò)柔性鋼絲繩連接，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)在橋架軌道上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)吊具也隨著小車的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于一個(gè)按照固定點(diǎn)移動(dòng)的單擺運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)存在復(fù)雜性、非線性、時(shí)變性、不確定性和不完全性等因素,因此無(wú)法獲得精確地?cái)?shù)學(xué)模型。
　　近年來(lái)，有關(guān)起重機(jī)防搖控制的研究是越來(lái)越多，眾多國(guó)外學(xué)者都作了大量的研究，電子防搖技術(shù)成為了起重機(jī)防搖的主要研究對(duì)象，我國(guó)也從國(guó)外引進(jìn)了電子式防搖技術(shù)。由于單擺運(yùn)動(dòng)本身就是非線性時(shí)變運(yùn)動(dòng),且其固定點(diǎn)不斷加速、減速,這就使系統(tǒng)變得非常復(fù)雜,難以獲得精確的數(shù)學(xué)模型。當(dāng)前采用的電子防搖技術(shù)是利用各種傳感器和檢測(cè)元件對(duì)一些信息進(jìn)行信息搜集和檢測(cè)，再將檢測(cè)到的信息傳送至控制系統(tǒng)的微機(jī)，通過(guò)處理后將最佳的控制參數(shù)提供給小車調(diào)速系統(tǒng)來(lái)控制小車的運(yùn)行，以達(dá)到對(duì)吊具及載荷的擺動(dòng)幅度的控制。這類防搖技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)吊具擺動(dòng)的控制，但是由于需要經(jīng)常變化繩的長(zhǎng)度，再加上小車電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦，因此實(shí)際應(yīng)用中又出現(xiàn)調(diào)整小車運(yùn)行速度太頻繁，司機(jī)不舒服的現(xiàn)象，導(dǎo)致某些裝備了電子防搖系統(tǒng)的集裝箱起重機(jī)后來(lái)又被拆除。而為了提高性能，傳統(tǒng)得控制理論變得非常復(fù)雜，從很大程度上增加了控制設(shè)備初始投資和維修費(fèi)用,而且降低了系統(tǒng)的可靠性。
　　為了解決以上問(wèn)題，提高電子防搖技術(shù)，學(xué)者們做了大量研究。通過(guò)大量的研究，研制出了一個(gè)比較先進(jìn)的裝置。在小車架下安裝一激光、紅外發(fā)射器或攝像頭，以作為發(fā)射裝置，另外相應(yīng)得再安裝一個(gè)接受裝置，在吊具上架安裝反射器，當(dāng)?shù)蹙叱霈F(xiàn)擺動(dòng)的情況，接受裝置會(huì)檢測(cè)到吊具前后擺動(dòng)的角度和角速度，從而能夠準(zhǔn)確得控制好小車的運(yùn)行方向和速度，使擺動(dòng)角度限制在一定的范圍內(nèi)，最終實(shí)現(xiàn)了防搖的目的。
?? （二）電子防搖技術(shù)的發(fā)展方向
??? 由于于起重機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型具有非線性特性和不確定性，常規(guī)的控制方法（如傳統(tǒng)的機(jī)械防搖技術(shù)、目前的電子防搖系統(tǒng)的控制方式）往往難以奏效，因此只有不依賴數(shù)學(xué)模型且能適應(yīng)不確定性的智能控制方法才適合應(yīng)用到這類控制中來(lái)。模糊控制作為能控制主要分支，通過(guò)模仿起重機(jī)司機(jī)的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)建立模糊控制規(guī)則庫(kù)，控制好小車的速度及加速度，可以克服由于過(guò)程本身的不確定性、不精確性及噪聲帶來(lái)的困難，當(dāng)前模糊控制技術(shù)在起重機(jī)防搖的試驗(yàn)或仿真方面取得了一定成果，并且取得了比較滿意的控制效果。
　　與電子式防搖技術(shù)相比，模糊控制能夠?qū)崿F(xiàn)更為理想的控制效果，但是單純的模糊控制很難實(shí)現(xiàn)“隸屬度函數(shù)的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)”和“模糊規(guī)則的自動(dòng)提取”，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不但能很好地解決這兩大難題，而且能夠增強(qiáng)系統(tǒng)的適應(yīng)能力。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，即FNN，是一個(gè)四層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其中第一層為為輸入層，第二層為模糊化層，第三層為規(guī)則層，第四層為輸出層?；谀：窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的電子防搖系統(tǒng)是在原來(lái)的系統(tǒng)中增加數(shù)字式旋轉(zhuǎn)編碼器和可編程智能化傳感器。數(shù)字式旋轉(zhuǎn)編碼器與傳動(dòng)軸相連，用于對(duì)小車位置和吊具高度的檢測(cè)，可編程智能化傳感器檢測(cè)吊具擺角，因此該系統(tǒng)硬件非常簡(jiǎn)單，不需要對(duì)原小車控制系統(tǒng)做很大的調(diào)整。轉(zhuǎn)載于范文中國(guó)網(wǎng) 。
　　將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制技術(shù)用于防搖系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的工作路徑、載荷、吊具高度（即繩長(zhǎng)）、大小車加速度等，又會(huì)對(duì)一些外界干擾（如風(fēng)力和斷電等情況）表現(xiàn)出較強(qiáng)的魯棒性。要使系統(tǒng)獲得更加可靠的控制性能，防搖控制系統(tǒng)正常運(yùn)行前要由操作人員進(jìn)行若干周期的裝卸作業(yè)，以獲得訓(xùn)練樣本來(lái)訓(xùn)練該控制器，最終使其投入正常運(yùn)行。另外由于是采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，要根據(jù)實(shí)際對(duì)象的工作特點(diǎn)和控制要求對(duì)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練前各權(quán)初值進(jìn)行有效確定，在加快網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練速度的同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　目前雙向防搖的電子控制系統(tǒng)研究還處于計(jì)算機(jī)模擬仿真階段，單純的模糊控制還缺乏完善的控制規(guī)則和自學(xué)能力，難以確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值的初始值，因此需要利用幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似等原理，開展模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制防搖系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真研究，做好對(duì)必須的檢測(cè)元件在樣機(jī)上的適用性的深入研究，從而使控制精度大為提高。

　　四、結(jié)語(yǔ)
??? 一個(gè)好的防搖裝置，可以避免碰撞等一系列事故的發(fā)生，大大提高了起重機(jī)的操作效率和起重機(jī)操作過(guò)程的安全性。對(duì)起重機(jī)的防搖的實(shí)現(xiàn)和研究，首先要做好機(jī)械方面的防搖設(shè)計(jì)，從吊具、大車、小車三個(gè)方面進(jìn)行考慮；其次做好電氣方面的設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)裝置的精確控制。在做好機(jī)械防搖的接觸上，做好電氣防搖，將在給頂速度下的滿載吊具擺動(dòng)時(shí)間控制在一個(gè)可以控制的范圍內(nèi)，使吊具的搖擺幅度控制在一定范圍。另外，最重要的因素取決于操作司機(jī)的人為因素，讓司機(jī)去熟悉機(jī)況，在保證安全的條件下提高勞動(dòng)生產(chǎn)率才是重中之重的事。

參考文獻(xiàn)
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