[发明专利]一种双吊起重作业仿真建模方法

权利要求书

1.一种双吊起重作业仿真建模方法，其特征在于，具体的实现步骤为：

步骤1：建立双吊吊物系统仿真模型，模型包括作业环境参数模块、吊机模块、吊物模块；

步骤2：将风载荷参数输入至作业环境参数模块，其中包含摩阻系数C_w、形状系数C_s、高度系数C_h、吊物x方向的迎风面积A_x、吊物y方向的迎风面积A_y、吊物迎风角β_w、风速V_w，由下面的公式求得风载荷作用于吊物上的x轴分力f_xw、y轴分力f_yw并将其输出；

f_xw(t)＝C_wC_sC_hA_xV_w²cosβ_w

f_yw(t)＝C_wC_sC_hA_yV_w²sinβ_w；

步骤3：将吊机参数输入至吊机模块；所述的吊机参数包括第一吊绳的长度l₁、第一吊机起吊速度第二吊绳的长度l₂、第二吊机起吊速度第一吊绳吊点的初始位置(x_1A，y_1A，z_1A)、第二吊绳吊点的初始位置(x_2A，y_2A，z_2A)、第一吊绳吊点的移动速度第二吊绳吊点的移动速度

步骤4：将吊物参数输入至吊物系统转摆角模块；所述的吊物参数包括吊物质量m、吊物边长c₁ c₂ c₃，c₁为吊物自身高度；

步骤5：建立求解器模块，将双吊吊物系统加速度方程和双吊吊物系统受力平衡方程联立，采用四阶-五阶Runge-Kutta单步算法ODE45进行求解，并将第一吊绳的张力T₁、第二吊绳的张力T₂、第一吊绳的内摆角α₁、第一吊绳的外摆角β₁、第二吊绳的内摆角α₂、第二吊绳的外摆角β₂、吊物第一自身转角θ_G、吊物第二自身转角φ_G的结果输出；

在双吊吊物系统作业过程中，以吊物的重心坐标作为整体的移动依据，从而对整个双吊吊物系统的位置变化进行确定，吊物在大地坐标系下的坐标(x_G，y_G，z_G)为：

对上式求一阶导数，得到双吊吊物系统的速度方程：

其中，为吊物在大地坐标系下运动速度；为第一吊绳的内摆角α₁的转角速度；为第一吊绳的外摆角β₁的转角速度；为第二吊绳的内摆角α₂的转角速度；为第二吊绳的外摆角β₂的转角速度；为吊物第一自身转角θ_G的转角速度；为吊物第二自身转角φ_G的转角速度；

进一步对速度方程进行求导，可以得到双吊吊物系统的加速度方程；由于在起重机起重过程中，第一吊机和第二吊机的起吊速度为匀速，则和均为0；由于起吊过程中第一吊绳吊点和第二吊绳吊点的移动也为匀速运动，故而在方程式中和为0；所述的双吊吊物系统受力平衡方程：

其中，分别为吊物在大地坐标系中的x、y、z三自由度加速度；

所述的双吊吊物系统加速度方程为：

其中，为第一吊绳的内摆角α₁的转角加速度；为第一吊绳的外摆角β₁的转角加速度；为第二吊绳的内摆角α₂的转角加速度；为第二吊绳的外摆角β₂的转角加速度；为吊物第一自身转角θ_G的转角加速度；为吊物第二自身转角φ_G的转角加速度；

步骤6：将输出结果导入后处理模块，设置采样时长，将双吊吊物系统的摆角、转角、张力绘制图像，能够清晰显示出双吊吊物作业过程中动力学特征。