Optimization of the working cycle of harbour cranes

The paper presents one of the possible ways optimization of motion of the harbour crane grab minimization of the working (unloading) cycle, energy consumption and material dissipation during the grab discharging. The optimization procedure of the working cycle is divided into two phases. Firstly, it is optimization of the cargo and grab motion and, secondly, determination of motion of the crane mechanisms upon the obtained optimal parameters of cargo and grab trajectory. The developed mathematical model enables direct application of the optimal contral theory methods, i.e. a method of optimization of cargo and grab motion by making use of Pontryagins maximum principle. All relevant expressions are derived analytically.

W pracy przedstawiono jeden z możliwych sposobów optymalizacji ruchu chwytaka dźwigu portowego oraz minimalizacji cyklu roboczego pod kątem ograniczania zużycia energii oraz strat materiału podczas rozładunku. Procedurę optymalizacji cyklu roboczego podzielono na dwie fazy. W pierwszej zoptymalizowano ruch przenoszonego obiektu i chwytaka, podczas gdy w drugiej wyznaczono ruch pozostałych elementów dźwigu dla znalezionej optymalnej trajektorii obiektu i chwytaka. Sformułowany model matematyczny układu umożliwił na bezpośrednie zastosowanie metod teorii optymalnego sterowania, w tym optymalizacji z zasady maksimum Pontriagina. Wszystkie związane wyrażenia wyprowadzono analitycznie.