[发明专利]双起重机系统变幅角响应建模算法及随机响应域预测方法

说明书

本发明公开了一种双起重机系统变幅角响应建模算法及随机响应域预测方法，变幅角响应建模算法步骤如下：1、建立系统几何模型，并给出各点的坐标；2、建立系统约束方程；3、结合系统约束方程，建立变幅角响应模型。随机响应域预测方法步骤如下：1、根据随机参数模型来描述载荷的不确定性；2、基于变幅角响应模型和随机参数模型，建立随机变幅角响应等效方程；3、结合复合函数特性和随机摄动法，提出了摄动随机复合函数法，并求解出随机变幅角响应表达式；4、根据随机变量函数矩法，进一步求解出变幅角响应的期望和方差。本发明可解决带有随机参数下变幅角响应域的预测问题，具有快速性和精度高的特点，保证了系统作业的可靠性。

技术领域

本发明涉及可靠性技术领域，具体是一种双起重机系统变幅角响应建模算法 及随机响应域预测方法。

背景技术

汽车起重机是实现物料搬运机械化的重要工具之一，广泛应用于大型重载起 重吊装作业中。近年来，随着单台起重机在结构和控制等方面的快速发展，使得 双台汽车起重机系统联合吊装作业成为可能。然而，这也增加了起吊作业的复杂 程度和危险性。根据GB6067.1-2010《起重机械安全规程》，“特殊情况需要两台 或两台以上的起重机共同起吊重物时，各台起重机的升降、运行应保持同步”。 而这类问题的前提和关键是首先要确定多台起重机系统在特定运动下的响应模 型。

现有关于多台起重机系统在某一运动下的响应模型，针对的都是确定性载荷 参数来分析，而没有考虑载荷参数的不确定性。根据GB6067.1-2010《起重机械 安全规程》中多台起重机械联合起升总则，“在多台起重机械的联合起升操作中， 由于起重机械之间的相互运动可能产生作用于起重机械、物品和吊索具上的附加 载荷，而这些附加载荷的监控是困难的”。根据GB3811-2008《起重机设计规范》 中起重机整体抗倾覆稳定性，“对于固定的起重机，在具体使用现场或地区如有 地震或其他的基础外部激励效应，则在相应的工作状态或非工作状态抗倾覆稳定 性的核算中，将其作为附加的载荷情况加以考虑”。另外，对于一个复杂的系统 而言，输入参数即使发生很小的变化，也会给系统响应造成明显地波动，甚至导 致严重的事故。因此，将不确定载荷参数建立成随机模型，并研究随机模型下的响应分布情况具有重要的意义。随机理论在其他领域，如结构学、热学以及声学 等已经取得了一定的成果，然而在多起重机工程应用领域才刚刚起步。另外，以 摄动理论为基础的随机摄动法在多层复合函数的应用也是一片空白。

因此，如何计算双台汽车起重机系统变幅运动下变幅角响应以及快速预测随 机载荷下变幅角响应域，是目前起重机可靠性学术领域的一个重点，对于弥补现 有双台汽车起重机系统变幅运动中确定性参数下响应模型和随机参数下响应域

发明内容

本发明的目的是提供一种双起重机系统变幅角响应建模算法及随机响应域 预测方法，以解决现有技术中双台汽车起重机系统变幅运动中确定性参数下响应 模型难以建立及随机参数下响应域难以预测的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

双起重机系统变幅角响应建模算法，其特征在于：包括以下步骤：

(1.1)、建立双台汽车起重机系统的几何模型及设定坐标系，并给出各点的 位置向量如下：

第一台汽车起重机系统中吊臂A₁B₁与第一台汽车起重机系统中转台的铰接 点A₁在基坐标系{B}下的位置向量为：

第二台汽车起重机系统中吊臂A₂B₂与第二台汽车起重机系统中转台的铰接 点A₂在基坐标系{B}下的位置向量为：