Микропроцессорная система управления мостовым краном на базе Arduino

Аннотация

В работе представлены описания и результаты испытаний оригинальной микропро-цессорной системы управления макетом мостового крана на базе Arduino. Макет имеет 3 короткозамкнутых привода – механизмы передвижения тележки, моста и подъема груза. Захватным органом является электромагнит. В качестве алгоритма использованы оптимальные по быстродействию законы управления для двухмассовой математической модели крана. Исследования направлены на решение проблемы уст-ранения колебаний груза после остановки крана в кратчайшие сроки с минимальным переключением режимов работы, а также, точное позиционирование крана. Была ра-зработана программа, позволяющая получить оптимальные законы управления для любой маятниковой системы, например мостового крана. В программе учитываются следующие параметры крана: масса тележки и груза, длина каната, скорость устой-чивого движения, усилие статического сопротивления, движущее и тормозное уси-лие. На выходе программы получаем в развертке по времени следующие параметры: передвижение и скорость тележки, передвижение и скорость груза. Поставленная за-дача достигается изменением скорости точки подвеса (торможение/разгон) на конеч-ном этапе перегрузочного цикла. Относительное фазовое состояние системы теле-жка-груз может быть любое. Это позволяет не тратить время на устранение коле-баний груза при разгоне крана, чтобы иметь нулевые фазовые координаты перед то-рможением. Установлено, что для удачного результата нужно точно найти характе-ристики крана. Остаточные колебания груза после остановки крана составляют не более 2 мм, точность позиционирования крана 1 мм. Количество переключений режи-мов тоже минимально и равно трем. Это при том, что привод крана, который испо-льзовался, не регулируемый. В дальнейшем можно добиться лучших результатов при использовании регулируемого привода с обратной связью.