Satamanosturin dynamiikan reaaliaikasimulointi

Abstract

Työn tavoitteena oli mallintaa satamanosturin dynamiikkaa mahdollisimman tarkasti kuvaava yksinkertaistettu malli Simulink-ohjelmalla, jonka jälkeen malli käännettiin edelleen reaaliaikasimulaattorille soveltuvaan muotoon. Nosturin malli yksinkertaistettiin käsittämään kolme osaa: Nosturin rungon, nostovaunun ja kontin. Voimista mallinnettiin pyörien kontaktivoimat, köysivoimat sekä siirtovoima. Reaaliaikasimulaattorina käytettiin Opal-RT:n RT-LAB reaaliaikasimulointiohjelmistoa, sekä tavallisia PC-tietokoneita. Simulointiin liitettiin myös 3D-animaatio, jolla nosturin liikkeet saatiin visualisoitua. Animoitava grafiikka luotiin WorldUp-ohjelmistolla ja liitettiin RT-LAB-simulaatioon RT3D-rajapinnan ja WorldUp Player:n avulla. Työn tuloksena saatiin satamanosturin dynaamista käyttäytymistä kuvaava Simulink-malli, jota on mahdollista käyttää reaaliaikaisessa simuloinnissa. Mallia testattiin RT-LAB reaaliaikasimulaattorissa, ja simuloinnista saatuja tuloksia verrattiin Adams:lla simuloituihin tuloksiin. Saatujen tulosten perusteella mallia voidaan pitää onnistuneena. Myös RT-LAB reaaliaikasimulaattori visualisointeineen vaikuttaa toimivalta kokonaisuudelta.

The objective of this work was to create a simplified but precise model of the dynamics of the gantry crane with Simulink-software. After this the model was compiled to suitable format for the real time simulator. The model of the gantry crane was simplified to consist of three components: The body of the crane, trolley and container. The following forces were modelled: The contact forces of the wheels, cable forces and transfer force. The real time simulator used consists of RT-LAB software made by Opal-RT and regular PCs. 3D-animation was also connected to the simulation to visualize the motions of the gantry crane. Animated graphics were created with WorldUp-software and connected to the simulation with RT3D interface and WorldUp Player. As a result of this work, a Simulink-model was created. This model describes dynamic behavior of the gantry crane and can be used for real time simulation. The model was tested with RT-LAB real time simulator and the results of the simulation were compared to those of the Adams simulation. On the basis of the results the model can be considered successful. The RT-LAB real time simulator with its visualization also appears to be functional.