牽引機是用于220kV以上高壓輸電線路施工中必不可少的工程機械。國內(nèi)對于牽引機的自動化和網(wǎng)絡(luò)化研究比較少,水平較低。本文針對電力施工企業(yè)的牽引機改造需求,對牽引機控制系統(tǒng)進行了深入研究,研發(fā)了一種基于STM32F407的牽引機控制器。論文主要完成如下內(nèi)容:首先,分析牽引機液壓系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo),建立發(fā)動機、單體液壓泵和液壓馬達容積調(diào)速的數(shù)學(xué)模型,確定串級PID控制策略;并且在Matlab/Simulink中建立了相關(guān)模型,模擬對發(fā)動機轉(zhuǎn)速與比例閥傾角的控制,進而實現(xiàn)對液壓馬達轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。其次,分析牽引機尾架卷線系統(tǒng)的工作原理,推導(dǎo)排線器左右移動速度的數(shù)學(xué)公式,確定增量式PI控制策略,并完成相關(guān)測試。然后,搭建以STM32F407ZGT6為主控芯片的牽引機控制系統(tǒng)硬件平臺,并設(shè)計軟件程序。硬件可分為主控制器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字IO輸出模塊和通信與存儲模塊等;軟件程序主要包括數(shù)據(jù)采集、通信與存儲、牽引系統(tǒng)控制、尾架卷線系統(tǒng)控制,并設(shè)計觸摸屏人機交互界面。最后,完成整個控制系統(tǒng)的軟硬件現(xiàn)場調(diào)試,完成各模塊的校對與相關(guān)功能測試,并且對樣機進行現(xiàn)場單機牽引實驗與多機組網(wǎng)空載實驗,記錄相關(guān)... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

牽引機的組成結(jié)構(gòu)

排線裝置是控制鋼絲繩在鋼絲繩盤上均勻排列的關(guān)鍵裝置。排線裝置由排線器、排線絲桿和鐵質(zhì)遮擋器構(gòu)成。排線絲桿內(nèi)嵌螺紋，旋轉(zhuǎn)一周，排線器向左或向右移動一個導(dǎo)程的距離（約 0.01m）；排線絲桿的轉(zhuǎn)速可以由編碼器測得，進而計算出排線器的左右移動速度。施工時，應(yīng)控制排線器左右移動的速度自動跟隨鋼絲繩纏繞的速度；當(dāng)排線器移動到左右兩端時，需要利用接近開關(guān)進行換向。（6）液壓系統(tǒng)牽引機的液壓系統(tǒng)采用閉式回路設(shè)計，主要由液壓泵、液壓馬達、比例閥組成，其輸出結(jié)構(gòu)是多負載并聯(lián)的，其中負載主要包括牽引系統(tǒng)、尾架卷線系統(tǒng)和鋼絲繩盤等。牽引機利用發(fā)動機產(chǎn)生的輸出動力，帶動液壓泵產(chǎn)生高壓液壓油，然后通過高壓管輸送到液壓馬達，液壓馬達通過花鍵軸帶動減速器、制動器轉(zhuǎn)動，在減速器的降速增矩的作用下，進而帶動牽引卷筒、鋼絲繩盤等轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)牽引機的功率輸出[11]。牽引機的液壓系統(tǒng)主要組成結(jié)構(gòu)如圖 2.2—圖 2.3 所示。發(fā)動機減速器

圖 2.3 尾架卷線系統(tǒng)的主要液壓結(jié)構(gòu)Fig. 2.3 Main hydraulic structure of tailstock winding system2.1.2 牽引機控制器的系統(tǒng)功能牽引機控制器從功能上實現(xiàn)牽引系統(tǒng)的牽引速度控制、尾架卷線系統(tǒng)的控制、牽引機的參數(shù)監(jiān)控及報警、無線通信、繼電器控制電磁閥等。每一部分都是一個獨立的小系統(tǒng)，本文通過主控制器把每個小系統(tǒng)連接起來，組成一個多控制量輸入、多控制量輸出的控制系統(tǒng)[12]�？刂破魍ㄟ^采集變量泵的工作壓力、編碼器、接近開關(guān)、發(fā)動機參數(shù)等相關(guān)信號，結(jié)合觸摸屏的初始參數(shù)設(shè)定，并且控制比例閥、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、電磁閥等執(zhí)行器件，來完成整個牽引機系統(tǒng)的控制。牽引機控制器需要完成的功能主要由以下幾個方面組成：（1）開機自檢，確定牽引機以及控制器能否達到施工要求；（2）控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速、比例閥傾角，來控制牽引卷筒的轉(zhuǎn)速；（3）通過控制排線器的左右移動速度，讓鋼絲繩均勻排列在鋼絲繩盤上；

【參考文獻】：
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本文編號：3099509