probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2025-27-4-30-41probener-3474Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫELECTROTECHNICAL COMPLEXES AND SYSTEMSРазработка блока коррекции на базе нечеткой логики для системы управления механизмом перемещения груза мостового кранаDevelopment of a correction unit based on fuzzy logic for the control system of the load movement mechanism of an overhead cranehttps://orcid.org/0000-0001-9478-2477СинюковА. В.SinyukovA. V.

Синюков Алексей Владимирович – ассистент; технический писатель ООО «Грин-АПИ»

г. Липецк

Alexey V. Sinyukov

Lipetsk

zeitsn@yandex.ruСинюковаТ. В.SinyukovaT. V.

Синюкова Татьяна Викторовна – канд. техн. наук, доцент кафедры «Автоматизированного электропривода и робототехники»

г. Липецк

Tatyana V. Sinyukova

Lipetsk

stw0411@mail.ruГрачеваЕ. И.GrachevaE. I.

Грачева Елена Ивановна – д-р техн. наук, профессор кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»

г. Казань

Elena I. Gracheva

Kazan

СафроновА. А.SafronovА. А.

Сафронов Алексей Анатольевич – д-р техн. наук, член-корр., профессор, заведующий отделением плазменных устройств и технологий

г. Санкт-Петербург

Aleksei A. Safronov

Saint Petersburg

Липецкий государственный технический университетРоссияLipetsk State Technical UniversityRussian FederationКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian FederationИнститут электрофизики и электроэнергетики Российской академии наук Министерства науки и высшего образования Российской ФедерацииРоссияInstitute for Electrophysics and Electric Power of the Russian Academy of Sciences Ministry of Science and Higher Education of the Russian FederationRussian Federation2025070920252743041Copyright © Синюков А.В., Синюкова Т.В., Грачева Е.И., Сафронов А.А., 20252025Синюков А.В., Синюкова Т.В., Грачева Е.И., Сафронов А.А.Sinyukov A.V., Sinyukova T.V., Gracheva E.I., Safronov А.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/3474Цель

Цель. Снижение упругих колебаний в ферме моста за счет введение в систему управления приводами перемещения моста блока синхронизации движения опор моста, на базе нечеткой логики, в функции которого также входит устранение перекоса моста возникающего вследствие перемещения тележкой вдоль моста груза на гибком подвесе.

Методы

Методы. Поставленные в исследовании задачи достигнуты за счет использования математического моделирования в среде Matlab Simulink и практических исследований.

Результаты

Результаты. Использование блоков коррекции, в том числе и на базе нечеткой логики привело к устранению перекоса моста, сведению его практически до нулевого значения, уменьшению амплитуды упругих колебаний в ферме моста до 45 процентов.

Заключение

Заключение. Использование систем управления с блоками коррекции, в том числе и на базе нечеткой логики позволяет устранить рассинхронизацию скоростей перемещения опор моста мостового крана, что снижает нагрузку на металлоконструкцию крана, уменьшает истирание реборд колес и крановых путей, повышает надежность крана.

The purpose

The purpose. Introduction into the bridge movement drive control system of a bridge support movement synchronization unit, developed in stages on the basis of fuzzy logic to eliminate bridge tilt arising as a result of the movement of a flexible suspension load along the bridge by a trolley.

Methods

Methods. The objectives set in the study were achieved through the use of mathematical modeling in the Matlab Simulink environment and practical research.

Results

Results. The use of correction units, including those based on fuzzy logic, led to the elimination of the bridge tilt, reducing it to almost zero, and reducing the amplitude of elastic vibrations in the bridge truss to 45 percent.

Conclusion

Conclusion. The use of control systems with correction units, including those based on fuzzy logic, allows eliminating the desynchronization of the speeds of movement of the bridge supports of the bridge crane, which reduces the load on the metal tructure of the crane, reduces the wear of the wheel flanges and crane tracks, and increases the reliability of the crane.

нечеткая логикаблок коррекцииперекос мостаимитационное моделированиеасинхронный двигательMatlab Simulinkfuzzy logiccorrection unitbridge skewsimulationasynchronous motorMatlab SimulinkReferencesПэт. 97971 Российская Федерация, МПК B60L15/20. Устройство автоматического ограничения перекоса опор мостового крана, Щедринов А. В.; заявитель: Щедринов А.В., Коврыжкин А.А., Колмыков В.В. № 2010109170/22; заявка от 11.03.2010; опубл. 27.09.2010. Бюл. № 27.Pat. 97971 Russian Federation, IPC B60L15/20. Device for automatic limitation of bridge crane support tilt, Shchedrinov A. V.; applicant: Shchedrinov A. V., Kovryzhkin A. A., Kolmykov V. V. No. 2010109170/22; application dated 11.03.2010; published 27.09.2010. Bulletin No. 27.Либерман Я.Л. Современные системы автоматического устранения перекоса моста при эксплуатации кранов // Сб. докладов и сообщений V Уральского конгресса ПТО. – Екатеринбург: Уральский экспертный центр. 2012.Liberman Ya.L. Modern systems for automatic elimination of bridge tilt during crane operation // Collection of reports and communications of the V Ural Congress of Industrial and Technical Equipment. – Ekaterinburg: Ural Expert Center. 2012.Пэт. 127374 Российская Федерация, МПК B66C 17/00. Система управления перемещением мостового крана, Либерман Я.Л.; заявитель: Либерман Я.Л. № 2012150896/11; заявка от 27.11.2012; опубл. 27.04.2013. Бюл. № 12.Pat. 127374 Russian Federation, IPC B66C 17/00. Overhead Crane Movement Control System, Liberman Ya.L.; applicant: Liberman Ya.L. No. 2012150896/11; application dated 27.11.2012; published 27.04.2013. Bulletin No. 12.Пэт. 119734 Российская Федерация, МПК B66С 13/18. Устройство ограничения перекоса мостового крана, Кочевинов Д.В.; заявитель: Кочевинов Д.В., Федяева Г.А. № 2012115599/11; заявка от 18.04.2012; опубл. 27.08.2012. Бюл. № 24.Pat. 119734 Russian Federation, IPC B66C 13/18. Overhead Crane Skew Limitation Device, Kochevinov D.V.; applicant: Kochevinov D.V., Fedyaeva G.A. No. 2012115599/11; application dated 18.04.2012; published 27.08.2012. Bulletin No. 24.Пэт. 119734 Российская Федерация, МПК B66С 13/18. Устройство ограничения перекоса мостового крана, Кочевинов Д.В.; заявитель: Кочевинов Д.В., Федяева Г.А. № 2012115599/11; заявка от 18.04.2012; опубл. 27.08.2012. Бюл. № 24.Pat. 119734 Russian Federation, IPC B66C 13/18. Device for limiting the tilt of an overhead crane, Kochevinov D.V.; applicant: Kochevinov D.V., Fedyaeva G.A. No. 2012115599/11; application dated 18.04.2012; published 27.08.2012. Bulletin No. 24.Козярук А.Е. Современные эффективные электроприводы производственных и транспортных механизмов // Электротехника. – 2019. № 3. С. 33-37.Kozyaruk A.E. Modern efficient electric drives of production and transport mechanisms // Electrical Engineering. - 2019. No 3. P. 33-37.Meshcheryakov V., Sinyukova T., Sinyukov A., Vladimirov O. Analysis of the effectiveness of using the block for limiting the vibrations of the load on the mechanism of movement of the bogie with various control systems // E3S Web of Conferences. Sustainable Energy Systems: Innovative Perspectives (SES-2020), Saint-Petersburg, Russia, 2020, 220, 01059, October 29-30.Meshcheryakov V., Sinyukova T., Sinyukov A., Vladimirov O.. Analysis of the effectiveness of using the block for limiting the vibrations of the load on the mechanism of movement of the bogie with various control systems // E3S Web of Conferences. Sustainable Energy Systems: Innovative Perspectives(SES-2020), Saint-Petersburg, Russia, 2020, 220, 01059, October 29-30.Ning Z.M., Demkin V., Lin Y.H., Soe Win K. Development of positioning control for automated installation of pipelines using Kalman filter based on microelectromechanical system // In the collection: Proceedings of the 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, EIConRus 2020. 2020. pp. 2591-2594.Ning Z.M., Demkin V., Lin Y.H., Soe Win K. Development of positioning control for automated installation of pipelines using Kalman filter based on microelectromechanical system // In the collection: Proceedings of the 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, EIConRus 2020. 2020. pp. 2591-2594.Пэт. 164799 Российская Федерация, МПК B66С 9/105В 19/02, Н02Р 5/52, Н02Р 21/06, G. Система автоматического управления асинхронным электроприводом передвижения с коррекцией поперечного смещения, Федяева Г.А.; Заявитель: Федяева Г.А., Кочевинов Д.В., Сморудова Т.В., Конохов Д.В., Бойко В.Н. № 2015127272/11; заявка от 07.07.2015; опубл. 20.09.2016. Бюл. № 26.Pat. 164799 Russian Federation, IPC B66C 9/105B 19/02, H02P 5/52, H02P 21/06, G. Automatic control system for an asynchronous electric travel drive with lateral displacement correction, Fedyaeva G.A.; Applicant: Fedyaeva G.A., Kochevinov D.V., Smorudova T.V., Konokhov D.V., Boyko V.N. No. 2015127272/11; application dated 07.07.2015; published 20.09.2016. Bulletin No. 26.Мещеряков В.Н., Колмыков В.В., Ласточкин Д.В. Разработка системы автоматического ограничения перекоса фермы мостового крана // Энерго- и ресурсосбережение – XXI век:материалы XVI международной научно-практической конференции. Орел, 26-28 сентября 2018 г. С. 30-37.Meshcheryakov V.N., Kolmykov V.V., Lastochkin D.V. Development of a system for automatic limitation of the truss tilt of an overhead crane // Energy and resource saving - XXI century: materials of the XVI international scientific and practical conference. Orel, September 26-28, 2018. Pp. 30-37.Дмитриева В.В., Дзюин Д.В. Математическая и компьютерная модель многомассовой системы многодвигательного электропривода ленточного конвейера // Горное оборудование и электромеханика. 2024. № 2 (172). С. 3-12. https://doi.org/10.26730/1816-4528-2024-2-3-12Dmitrieva V.V., Dzyuin D.V. Mathematical and computer model of a multi-mass system of a multi-motor electric drive of a belt conveyor // Mining equipment and electromechanics. 2024. No. 2 (172). Pp. 3-12. https://doi.org/10.26730/1816-4528-2024-2-3-12Jian Z., Zhibin W., Haiqiang L. Modal Analysis and Structure Optimization of Permanent Magnet Synchronous Motor // IEE Transactions on Industrial Electronics. 2020. No. 10. pp. 1-11.Jian Z., Zhibin W., Haiqiang L. Modal Analysis and Structure Optimization of Permanent Magnet Synchronous Motor // IEE Transactions on Industrial Electronics. 2020. No 10. pp. 1-11.Sayali S. Patil, Vijayraj Wanaskar, P.D. Shendge, Phadke S.B. Sliding Mode and Inertial Delay Based Direct Yaw Moment Control for AGVs // 2021 6th International Conference for Convergence in Technology (I2CT), Maharashtra, India. 20593534. (2-4 April 2021).Sayali S. Patil, Vijayraj Wanaskar, P.D. Shendge, Phadke S. B. Sliding Mode and Inertial Delay Based Direct Yaw Moment Control for AGVs // 2021 6th International Conference for Convergence in Technology (I2CT), Maharashtra, India. 20593534. (2-4 April 2021).Abdelaal AK, Shaheen AM, El-Fergany AA, et al. Sliding mode control based Dynamic Voltage Restorer for Voltage Sag Compensation. Results in Engineering. 2024; 24(102936):1-12. DOI: 10.1016/j.rineng.2024.102936Abdelaal AK, Shaheen AM, El-Fergany AA, et al. Sliding mode control based Dynamic Voltage Restorer for Voltage Sag Compensation. Results in Engineering. 2024; 24(102936):1-12. DOI: 10.1016/j.rineng.2024.102936.Синюков А.В., Абдуллазянов Э.Ю., Заруцкий Н.Н., Синюкова Т.В., Грачева Е.И. Использование аппарата на базе нечеткой логики для демпфирования колебаний гибкоподвешенного груза. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2024; 26(3): 33-49. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2024-26-3-33-49Sinyukov A.V., Abdullazyanov E.Yu., Zarutsky N.N., Sinyukova T.V., Gracheva E.I. Using a fuzzy logic-based device to dampen oscillations of a flexibly suspended load. News of higher educational institutions. PROBLEMS OF ENERGY. 2024; 26(3): 33-49. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2024-26-3-33-49Klepikov V.B., Bieliaiev O.S. Neuroregulator with a Simplified Structure for Electric Drive with Frictional Load // 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). 2022. 22186939.Klepikov V.B., Bieliaiev O.S. Neuroregulator with a Simplified Structure for Electric Drive with Frictional Load // 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). 2022. 22186939.Вълчев С., Синюков А.В., Мещеряков В.Н., Синюкова Т.В. Разработка нечеткого регулятора для демпфирования колебаний гибкоподвешенного груза в электромеханических системах крановых механизмов // Электричество. – 2025 г. № 4. С. 13-27.Valchev S., Sinyukov A.V., Meshcheryakov V.N., Sinyukova T.V. Development of a fuzzy controller for damping oscillations of a flexible-suspended load in electromechanical systems of crane mechanisms // Elektrichestvo. – 2025. No 4. Pp. 13-27.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.