Развитие теории управления процессами перемещения грузов грузоподъемными кранами в трехмерном неоднородном организованном пространстве

• Автор: Корытов, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 370 с. : ил. + Прил. (268 с.: ил.)

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Актуальность разработки методик и алгоритмов формирования траектории перемещения объемных грузов грузоподъемными кранами в трехмерном пространстве с препятствиями. Тенденции развития грузоподъемных кранов, их приборов безопасности и систем управления

1.2. Обзор существующих САПР с функциями синтеза

и оптимизации траектории объектов

1.3. Современное состояние исследований в области синтеза оптимальных траекторий движения объектов в неоднородном организованном пространстве

1.4. Выводы по обзору. Цель и задачи исследований

2. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. СТРУКТУРА РАБОТЫ .
2.1. Общая методика исследований
2.2. Структура работы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК СИНТЕЗА ТРАЕКТОРИИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ГРУЗА С УЧЕТОМ ЕГО
УГЛОВОЙ ОРИЕНТАЦИИ И ПРЕПЯТСТВИЙ В ДИСКРЕТНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ЕГО КООРДИНАТ. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ
АНАЛИЗ МЕТОДИК
3.1. Постановка задачи синтеза траектории перемещения груза с учетом его угловой ориентации и препятствий в пространстве его координат
3.2. Обоснование критериев эффективности для сравнительной оценки алгоритмов методик синтеза траекторий

3.3. Методика построения полидистантных поверхностей вокруг
реальных поверхностей препятствий, заданных дискретно
3:4. Методика построения гиперповерхности минимальных значений вертикальных координат условного центра груза с учетом его угловых координат
3.5. Методика дискретной локальной оптимизации заданной траектории в неоднородном организованном трехмерном пространстве
3.6. Методика синтеза траектории на основе генетического подхода
3.7. Методика синтеза траектории на основе
модифицированного алгоритма роевого интеллекта
3.8. Методика синтеза траектории на основе
модифицированного алгоритма вероятностной дорожной карты
3.9. Методика синтеза траектории на основе алгоритма декомпозиции линейных и угловых координат
3.10. Методика синтеза траектории на основе модифицированного направленного волнового алгоритма
3.11. Сравнительный анализ алгоритмических и программных реализаций методик синтеза траектории
3.12. Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК СИНТЕЗА ТРАЕКТОРИИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ГРУЗА В ПРОСТРАНСТВЕ КОНФИГУРАЦИЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОГО КРАНА С УЧЕТОМ УГЛОВОЙ ОРИЕНТАЦИИ ГРУЗА И ПРЕПЯТСТВИЙ
4.1. Постановка задачи синтеза траектории перемещения грузоподъемным краном груза в пространстве конфигураций грузоподъемного крана с учетом угловой ориентации и препятствий
4.2. Обоснование критериев эффективности перемещения груза
в пространстве конфигураций грузоподъемного крана

4.3. Методика определения управляемых координат грузоподъемного крана по известным координатам груза
4.4. Методика проверки положения грузоподъемного крана
в пространстве конфигураций по ограничению на устойчивость
4.5. Методика дискретной локальной оптимизации заданной траектории в среде с препятствиями по критериям эффективности
в пространстве конфигураций
4.6. Методика определения временной функции стоимости изменения управляемых обобщенных координат грузоподъемного крана
4.7. Методика определения энергетической функции стоимости изменения управляемых обобщенных координат грузоподъемного крана
4.8. Методика синтеза траектории в пространстве конфигураций грузоподъемного крана на основе алгоритма вероятностной дорожной карты с ограничениями по устойчивости
4.9. Методика оптимизации технологических параметров рабочего процесса грузоподъемного крана по принятым критериям эффективности перемещения груза
4.10. Результаты исследования комплекса методик оптимизации технологических параметров рабочего процесса грузоподъемного крана по критериям эффективности, определяемым в пространстве конфигураций
4.11. Выводы по главе

5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ СОВМЕЩЕННОГО РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВУХ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ, ПЕРЕМЕЩАЮЩИХ ОБЩИЙ ГРУЗ
5.1. Постановка задачи оптимизации технологических параметров совмещенного рабочего процесса двух грузоподъемных кранов, перемещающих общий груз

осуществлять синтез рабочих процессов ГПК, в том числе в режиме реального времени.
Одной из самых важных и в то же время сложных задач синтеза рабочих процессов ГПК является задача оптимального управления перемещением груза в заданное положение при наличии препятствий в неоднородном организованном рабочем пространстве. Оптимизация траектории перемещения груза, а также значений технологических параметров управляемых координат ГПК в процессе перемещения, позволяет исключить аварийность, минимизировать не только временные, но и энергетические затраты, улучшить условия труда. Таким образом, возникает проблема оптимизации траектории перемещения груза и значений технологических параметров управляемых координат ГПК.
Более сложной является задача оптимального управления траекторией перемещения общего груза в процессе совместной работы группой ГПК. Перемещение грузов двумя ГПК и более является работой повышенной опасности. Опасность может возникнуть вследствие неправильного распределения нагрузок на ГПК, расцепления груза со стропами из-за несогласованных действий крановщиков или разных скоростей механизмов подъема и перемещения подвижных звеньев ГПК, участвующих в работе, раскачивания груза при наклонном положении канатов и т.д. Методы повышения безопасности эксплуатации подобных комплексов машин имеют первостепенное значение.
Процесс согласованного управления двумя ГПК, перемещающими общий груз, достаточно сложен и до настоящего времени недостаточно изучен, т.к. машинисты не располагают достоверной информацией о координатах груза, о предполагаемых действиях машиниста другой машины. Вся информация поступает только в результате визуального наблюдения за положением элементов машин и груза в пространстве и песет достаточно большую погрешность. В связи с этим для обеспечения безопасности подобных работ необходимо автоматизировать процесс, исключив, полностью или частично, машинистов ГПК из контура управления, возложив на них функции общего контроля.