塔式起重机自动化配重控制及平衡动态特性分析研究*

王海舰，袁嘉惠，卢士林，齐子昂，申艳珍，谢 飞，刘 林

(1.桂林电子科技大学 机电工程学院，广西 桂林 541004；2.沈阳特种设备检测研究院，辽宁 沈阳 110035)

0 引 言

塔式起重机是大型的垂直吊装起重运输机械设备，具有塔身高、有效起吊高度大、作业范围广等优点，已经广泛应用于现代建筑施工行业中[1，2]。

传统的塔式起重机都是采用一次性配重原理，即起吊前，起吊端处于空载状态，配重端的力矩远远大于起吊端；而当起吊端吊起的重物重量较大时，起吊端的力矩又大于配重端的力矩，导致塔机长期处于力矩不平衡的状态下，容易发生塔身翻侧、折断和塔机两臂折断等事故，严重威胁塔机操作人员的人身安全；同时，塔机倒塌还会对周边的建筑、设施造成严重损害[3，4]。

因此，如何实现塔式起重机两端的力矩平衡，降低塔身的不平衡负载，是保证塔式起重机长期安全稳定运行亟待解决的问题。

对于塔式起重机的平衡控制问题，田立勇等人[5]采用了无线电技术，利用无线遥控发射和接收芯片组与微计算机接口，完成了塔式起重机的无线遥控；孙辉等人[6]基于塔式起重机在工作工程中的负载摆动现象，分析了塔式起重机的动力学模型，利用RBF神经网络输出逼近系统的不确定项，提出了一种基于遗传法的塔式起重机神经网络滑模神经防摆控制新方法，该方法可有效地提高塔机系统的控制性能；张楠等[7]利用ANSYS构建了塔式起重机起重臂架装置的最优化数学模型，并通过分析得到了优化模型的最优解，为塔式起重机臂架装置的设计提供了高效、便捷的方案；……