本文關(guān)鍵詞：智能化塔式起重機欠驅(qū)動控制算法研究與系統(tǒng)設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,塔式起重機在各個領(lǐng)域的用途越來越廣,然而負載在調(diào)運過程中的擺動問題會給施工帶來安全隱患,這也成為了目前關(guān)注的焦點。塔式起重機的電氣控制系統(tǒng)日益復(fù)雜化,核心控制器與外圍設(shè)備的通信量大大增加,導(dǎo)致現(xiàn)有的控制裝置已無法滿足這種集成化和高性能的要求。因此,探索與研究一種可靠有效的防擺、消擺方法對于安全施工有著重大的意義,同時設(shè)計一款新型穩(wěn)定的高性能控制器對于提升塔式起重機的安全操作、實現(xiàn)控制算法以及建立設(shè)備之間的通信越來越重要。首先,本文介紹了課題的來源、背景和意義,對塔式起重機的發(fā)展現(xiàn)狀進行了論述。針對幾種典型的控制策略,介紹了在不同控制方法下起重機防擺、消擺研究所取得的成果;在此基礎(chǔ)上提出了當前塔機控制方面亟待解決的問題。其次,本文通過對比研究了全驅(qū)動機械系統(tǒng)和欠驅(qū)動機械系統(tǒng)在控制算法上的區(qū)別。結(jié)合機械系統(tǒng)的拉格朗日建模方法,給出了欠驅(qū)動機械系統(tǒng)的拉格朗日建模的步驟;根據(jù)塔式起重機的實際工作情況,抽象并建立了三維的塔機模型,并應(yīng)用拉格朗日建模的步驟給出了三維塔機模型的具體表達式,將其線性化后利用Simulink仿真得到了被控制量的輸出曲線,從而在一定程度上驗證了建模的合理性。再次,在得到的三維動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,本文采用了欠驅(qū)動控制理論中的部分反饋線性化法對塔機控制系統(tǒng)的控制量進行了變換,在實現(xiàn)系統(tǒng)輸入量與輸出量的解耦后,系統(tǒng)形成了閉環(huán)。在Simulink中搭建了完整的塔機運動控制系統(tǒng)并通過在不同的初始狀態(tài)下得到的仿真結(jié)果證明了該控制方法對于塔機防擺的有效性和快速性。再次,充分利用模塊化的思想,設(shè)計了完整的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,詳細地描述了基于DSP28335的具備遠程升級功能的新型控制器中各個模塊的設(shè)計方法,并對輸入輸出控制、欠驅(qū)動防擺算法的實現(xiàn)以及與外界設(shè)備的通信等軟件設(shè)計進行了闡述。最后,在搭建了完整的系統(tǒng)實驗平臺的基礎(chǔ)上,按照系統(tǒng)應(yīng)有的功能和預(yù)期設(shè)計,對控制系統(tǒng)總體的工作效果進行了驗證,最后在工業(yè)環(huán)境下對控制器的基本功能進行了測試,得到了理想的效果。
【關(guān)鍵詞】：塔式起重機 欠驅(qū)動控制 系統(tǒng)設(shè)計 Simulink DSP
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH213.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題來源及研究的背景和意義8-9
• 1.2 本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 塔機防擺控制研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.2 塔機控制器的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 塔式起重機動力學(xué)建模16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 機械系統(tǒng)建模16-20
• 2.2.1 機械系統(tǒng)的拉格朗日建模17-18
• 2.2.2 全驅(qū)動機械系統(tǒng)18-19
• 2.2.3 欠驅(qū)動機械系統(tǒng)19-20
• 2.3 欠驅(qū)動機械系統(tǒng)的運動學(xué)建模20
• 2.4 塔機控制系統(tǒng)動力學(xué)建模20-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 塔式起重機欠驅(qū)動控制算法研究31-44
• 3.1 引言31
• 3.2 欠驅(qū)動機械系統(tǒng)控制理論31-35
• 3.2.1 含驅(qū)動的部分反饋線性化31-32
• 3.2.2 無驅(qū)動的部分反饋線性化32-33
• 3.2.3 部分反饋線性化的解耦33-35
• 3.3 塔機欠驅(qū)動系統(tǒng)防擺控制35-40
• 3.4 塔機防擺控制仿真驗證40-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 塔機新型控制系統(tǒng)終端設(shè)計44-58
• 4.1 引言44
• 4.2 系統(tǒng)控制終端的硬件設(shè)計44-47
• 4.2.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計44-45
• 4.2.2 電源模塊設(shè)計45
• 4.2.3 通信模塊設(shè)計45-46
• 4.2.4 信號隔離模塊與繼電器模塊設(shè)計46-47
• 4.3 系統(tǒng)控制終端的軟件設(shè)計47-53
• 4.3.1 系統(tǒng)初始化49
• 4.3.2 欠驅(qū)動控制算法實現(xiàn)49-51
• 4.3.3 Modbus通信算法實現(xiàn)51-53
• 4.4 GPRS遠程升級53-56
• 4.4.1 GPRS技術(shù)概述53
• 4.4.2 通信平臺GPRS通信原理53-54
• 4.4.3 通信平臺GPRS通信實現(xiàn)54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 第5章智能化塔機控制系統(tǒng)功能測試58-66
• 5.1 系統(tǒng)實驗平臺的構(gòu)建58-59
• 5.2 新型控制器控制功能測試59-62
• 5.3.新型控制器通信功能測試62-65
• 5.3.1 RS-485 通信功能測試62-63
• 5.3.2 GPRS遠程升級功能測試63-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果71-73
• 致謝73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 尼早;邱志平;;分布參數(shù)為模糊變量的結(jié)構(gòu)體系模糊可靠性分析方法及應(yīng)用[J];航空學(xué)報;2009年05期

2 蔣理;陳樹廣;;基于模糊控制的橋式起重機定位防擺研究[J];計算機仿真;2009年06期

3 劉曉勝;周進;;塔機運行的關(guān)鍵控制算法研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2010年24期

4 楊興明;朱建;高銀平;許東昌;;欠驅(qū)動移動機器人的路徑跟蹤控制[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年01期

5 屈福政 ,孫鐵兵 ,牛治剛 ,王欣;大型起重機的智能化電子控制系統(tǒng)[J];起重運輸機械;2004年03期

6 何賓;朱紅林;;基于GPRS的DSP程序遠程升級的研究與實現(xiàn)[J];計算機工程與設(shè)計;2010年15期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 程紅太;一類欠驅(qū)動機械系統(tǒng)動態(tài)伺服控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王sユ

本文編號：388703