Research on the dynamics of the hydraulic drive of the boom lifting mechanism of a mobile robot crane-manipulator
Keywords:
motion dynamics, crane-manipu-lator, Runge-Kutta method, hydraulic drive, wave processes.Abstract
У цій роботі створено математичну модель механізму підйому стріли крана-маніпулятора, яка враховує масоінерційні параметри механічної частини та динамічні характеристики гідроприводу. На основі побудованих моделей було проведено числове моделювання руху штока гідроциліндра залежно від зовнішніх навантажень та параметрів системи. Це дозволило оцінити вплив основних факторів на динамічні характеристики приводу. Для вирішення задачі було використано метод Рунге-Кутті 4-го порядку. Результат дослідження показав, що для вирішення цієї задачі необхідно використовувати точніші методи розрахунку. Збільшення кількості точок розрахунку менш точними методами не дозволяє знайти рішення, проблема до значного збільшення обсягу пам'яті для розрахунків.
Чисельне моделювання було виконано в Mathematica та мові програмування Python.
Це дослідження також показало, що великий розмір діаметра приводного циліндра впливає на динаміку процесу руху. завдяки чому, збільшення діаметра приводного гідроциліндра призводить до зниження швидкості висування та руху та створює мікроколивання в гідравлічній системі, що є наслідком хвильових процесів у такій приводній системі. Зменшення діаметра гідроциліндра також небажане, ця система може швидко позбутися неконтрольованого руху, що призведе до збільшення прискорення, а також, і динамічних навантажень. Також такий рух досить важко контролювати системою керування.
References
Mischuk D. (2016). Hydraulic cylinder of the volumetric hydraulic drive research of the dynamic model. Gіrnichі, budіvelnі, Dorozhnі Ta melіorativnі Mashini, Nr 87, 74–81.
Mishchuk D. (2018). Development of the mathematical model a single stage pulse hy-draulic drive. Transfer of Innovative Tech-nologies, 1(2), 51–57. https://doi.org/10.31493/ tit1812.0202.
Ming Xu., Jing Ni, Guojin Ch. (2014). Dy-namic Simulation of Variable-Speed Valve-Controlled-Motor Drive System with a PowerAssisted Device. Journal of Mechani-cal Engineering, 60(9), 581-591. https://doi.org/10.5545/ svjme.2013.1532
Mishchuk D. O. (2017). Study of the dy-namics of the boom manipulator mounted on an elastic sup-port. Girnychi, budivelni, dorozhni ta melioratyvni mashyny, Nr 90, 11-18.
Voliyanuk V., Mishchuk D., Parkhomenko M. (2022). Modeling dynamic control model of a two-link crane-manipulator. Gіrnichі, budіvelnі, Dorozhnі Ta melіorativnі Mashini, (99), 15–19. https://doi.org/10.32347/gbdmm. 2022.99.0201.
Qiu, Hanyu and Qi Su, (2021). Simulation Research of Hydraulic Stepper Drive Tech-nology Based on High Speed On/Off Valves and Miniature Plunger Cylinders. Microm-achines. https://doi.org/10.3390/mi12040438.
Tkachenko Yu. A., Orlov S. V. (2021). Au-tomatic stabilisation system for the transport module of multiple launch rocket systems. Nauka i tekhnika Povitrianykh Syl Zbroinykh Syl Ukrainy, 1(42), 137–143. https://doi.org/ 10.30748/nitps.2021.42.18.
Merritt, H. E. (1967). Hydraulic control systems. Wiley. 368.
Yu K., Zhang W. (2018). Dynamic model-ing and control of hydraulic crane systems. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 140(5), 051001. https://doi.org/10.1115/ 1.4038765.
Palmer R. A. (2022). Hydraulic and pneumatic power systems. Springer.
Nikooienejad A., Golnaraghi F. (2021). Adaptive control of hydraulic manipulators: A survey. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 26(2), 623–635. https://doi.org/10.1109/ TMECH.2020.3048322.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Our journal abides by the CREATIVE COMMONS copyright rights and permissions for open access journals.
Authors, who are published in this journal, agree to the following conditions:
1. The authors reserve the right to authorship of the work and pass the first publication right of this work to the journal under the terms of a Creative Commons Attribution License, which allows others to freely distribute the published research with the obligatory reference to the authors of the original work and the first publication of the work in this journal.
2. The authors have the right to conclude separate supplement agreements that relate to non-exclusive work distribution in the form in which it has been published by the journal (for example, to upload the work to the online storage of the journal or publish it as part of a monograph), provided that the reference to the first publication of the work in this journal is included.
