Diseño de una grúa de a bordo para dirigibles
Autores: Guesmi, Fatma; Azouz, Naoufel; Neji, Jamel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de una grúa de a bordo para dirigibles
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Diseño
Modelo matemático
Grúa inteligente
Manipulador paralelo accionado por cable
Estabilización
Dirigible
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el diseño y el modelo matemático de una grúa inteligente innovadora, CHAYA-SC, basada en el principio de un manipulador paralelo accionado por cable, así como su estabilización. Esta grúa está montada en el compartimento del dirigible y está destinada a la manipulación a gran altura. Nuestro objetivo es diseñar una grúa ligera y precisa que pueda ser utilizada para la carga o descarga de contenedores, particularmente en puertos de aguas profundas. Así, el modelo desarrollado incluye las oscilaciones, así como las vibraciones transversales y longitudinales del cable pesado que soporta la carga a manipular. Las ecuaciones diferenciales parciales (EDP) altamente no lineales y las ecuaciones diferenciales ordinarias (EDO) que rigen el movimiento del sistema se obtienen a través de las ecuaciones de Lagrange acopladas con una síntesis modal. Para que el modelo matemático del sistema sea compatible con el control y el tiempo real, desarrollamos un modelo dinámico simplificado que demostró ser equivalente al modelo completo. Como primera validación de la modelización, se aplica un vector de control simple para estabilizar el dirigible y su carga bajo el efecto de una racha de viento. Se presentan simulaciones numéricas al final del documento para mostrar la relevancia del diseño.
Descripción
Este documento presenta el diseño y el modelo matemático de una grúa inteligente innovadora, CHAYA-SC, basada en el principio de un manipulador paralelo accionado por cable, así como su estabilización. Esta grúa está montada en el compartimento del dirigible y está destinada a la manipulación a gran altura. Nuestro objetivo es diseñar una grúa ligera y precisa que pueda ser utilizada para la carga o descarga de contenedores, particularmente en puertos de aguas profundas. Así, el modelo desarrollado incluye las oscilaciones, así como las vibraciones transversales y longitudinales del cable pesado que soporta la carga a manipular. Las ecuaciones diferenciales parciales (EDP) altamente no lineales y las ecuaciones diferenciales ordinarias (EDO) que rigen el movimiento del sistema se obtienen a través de las ecuaciones de Lagrange acopladas con una síntesis modal. Para que el modelo matemático del sistema sea compatible con el control y el tiempo real, desarrollamos un modelo dinámico simplificado que demostró ser equivalente al modelo completo. Como primera validación de la modelización, se aplica un vector de control simple para estabilizar el dirigible y su carga bajo el efecto de una racha de viento. Se presentan simulaciones numéricas al final del documento para mostrar la relevancia del diseño.