[实用新型]重型锚绞车的恒张力模糊控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种浮吊船上的锚绞车装置，具体涉及一种重型锚绞车的恒张力模糊控制系统。

背景技术

在一般控制系统中，PID控制是最早发展起来的控制策略之一，对于可以建立精确数学模型的确定性控制系统，PID无疑为非常好的选择。对于7500T浮吊智能型大吨位锚绞车的张力控制，由于锚链张力和变频电机转速之间难以得到精确的数学模型，加之由于海洋工况，风浪激励，张力的时变频特性的非线性，应用常规的PID的控制往往不能达到理想的控制效果；而模糊控制并不需要精确的数学模型，本文对浮吊锚绞车工况进行了分析，在这个基础上，运用模糊控制的方法，对锚链张力的实时控制。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种重型锚绞车的恒张力模糊控制系统。

本发明提出的重型锚绞车的恒张力模糊控制系统，由PLC控制器1、模糊控制器2、压力传感器3、变频器4、显示模块5、转速传感器6和变频电机7组成，其中，PLC控制器1的输出端连接变频器4、PLC控制器1的输入输出端分别连接显示模块5和模糊控制器2，PLC控制器1的输入端分别连接压力传感器3和转速传感器6，变频器4输出端连接变频电机7。转速传感器6为2个，分别连接卷筒轴和变频电机7。

本实用新型中，所述压力传感器3采用销轴式压力传感器。

本实用新型在普通PID控制系统中将PID算法用模糊算法代替，通过张力测试，模糊控制器参数调整，转速调节达到恒张力控制的目的。

本实用新型中，所述张力测试通过压力传感器3实现，压力传感器采用销轴式压力传感器，安装在船口处的测力滑轮组上，并通过PLC控制器1转换为钢丝绳张力值。

本实用新型中，所述模糊参数调整通过模糊控制器2来实现。当PLC控制器1传递过来的钢丝绳张力值，模糊控制器2对实际钢丝绳张力值和理论值的比较，采用模糊算法对输出参数进行调节。

具体的说，本实用新型的恒张力模糊控制系统采取提升操作人员及专家经验的模糊控制方法，将操作人员在现场操作锚绞车的经验编写成控制算法，比如偏差为负的情况下，当偏差E为负大(NB)，偏差变化率EC为负或者零时，为尽快消除偏差应当使控制量u增加得快一些，所以控制量的变化取正大(PB)；一旦偏差变化率为正，偏差有减小的趋势，可以取得较小的控制量u，当偏差变化为正小(PS)或者正中(PM)时，可以不改变控制量，仍取PB；而当偏差减小为负中(NM)时，控制量才变为正中(PM)，将可能遇到的工况编写成模糊算法，存入模糊控制器中，当锚绞车在现场操作中遇到相似工况，模糊控制器算出相应的调节量并输入PLC控制器，改变变频电机的转速以达到调节张力的目的。

本实用新型控制速度快，超调或振荡小，超调和振荡主要由处于海洋环境中的钢丝绳的风浪激励产生，可以使当偏差E在发生较大变化的时候不至于产生大的超调或者震荡，使之更适应海上起吊作业时的工况，保证了起吊时浮吊船的稳定性和安全性.它应用于大型浮吊船的锚绞车装置上，更快速精确的对张力进行控制，使之更适应海上起吊作业时的工况，保证了起吊时浮吊船的稳定性和安全性.

附图说明

图1是本实用新型控制结构示意图。

图2是模糊推理系统输出特性曲面图。

图中标号：1为PLC控制器，2为模糊控制器，3为压力传感器，4为变频器，5为显示模块，6为转速传感器，7为变频电机。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。

实施例1：如图1所示，本装置主要有PLC控制器1，压力传感器3，转速传感器6，显示模块5，模糊控制器2等。PLC控制器1是整个恒张力系统的控制核心，通过它接收各压力传感器3和转速传感器6的信号，发送系统的各种控制指令，为实现恒张力提供控制。在船口处的测力滑轮组上，装有销轴式的张力传感器3，并通过PLC控制器1转换为钢丝绳张力值，在卷筒轴上安装一个转速传感器6，经PLC控制器1记录并计算卷筒转速8和圈数，即收放钢丝绳的速度和长度。在变频电机上安装一个转速传感器6，经PLC控制器1记录该变频电机转速7，变频器4可将输入的定频电能转换成频率可调的电能提供给变频电机7，以控制变频电机的转速。显示模，5是操作人员和控制系统之间的桥梁，可以在线检测恒张力系统的各种工作参数、工作状态等。模糊控制器2实时控制锚链张力。