本文關(guān)鍵詞：橋式起重機智能防擺控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：近年來，由于貨物的大型化和科技的進步，橋式起重機伸距和鋼絲繩長度增加、小車運行速度提高、起升電機轉(zhuǎn)速的提高以及司機視距增大等因素，導(dǎo)致跟鉤操作的難度增大，在消除吊重擺動和準確定位上使用的時間越來越多，這些因素不僅增加了生產(chǎn)成本，而且可能產(chǎn)生安全隱患。綜合上述的原因，必須使用一些設(shè)備或方法來控制吊重的擺動。而電子式防擺作為一種新的防擺方式，正逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式防擺，在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中正發(fā)揮越來越大的作用。 本文以此為背景，以科尼集團CXTD16t×19.5m_9m的雙梁橋式起重機為研究對象。針對起重機模型的非線性和時變性以及簡單控制在橋式起重機定位和防擺中存在的不足，，本文設(shè)計了一種基于模糊自適應(yīng)PID控制的橋式起重機防擺定位的方法，先是找出偏差e、偏差變化率ec與PID控制器參數(shù)K p、K i、K d之間的模糊關(guān)系，然后在系統(tǒng)運行中跟蹤誤差信號等的動態(tài)變化來改變控制器參數(shù)，這樣的話就能滿足不同的偏差e和偏差變化率ec對控制器參數(shù)的要求，因而就能使被控對象具有較好的動靜性能。通過與PSO-PID控制器的仿真結(jié)果進行對比，模糊自適應(yīng)PID防擺控制系統(tǒng)控制時間短，效率高，控制結(jié)果較好，表明了該方法具有較好的魯棒性與可行性。 最后，針對本文所研究的課題，對橋式起重機的防擺控制系統(tǒng)進行了開發(fā)。在合作單位的幫助下順利完成了對防擺控制系統(tǒng)系統(tǒng)相關(guān)的軟硬件設(shè)計、安裝和調(diào)試�，F(xiàn)場試驗結(jié)果表明本文設(shè)計的模糊自適應(yīng)PID控制方法基本符合要求。
【關(guān)鍵詞】：橋式起重機 仿真 模糊自適應(yīng)PID 防擺定位
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH215;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 論文的研究背景及其研究意義11-12
• 1.2 橋式起重機防擺技術(shù)12-13
• 1.3 國內(nèi)橋式起重機電子式防擺研究發(fā)展狀況13-14
• 1.4 國外橋式起重機電子式防擺研究發(fā)展狀況14-15
• 1.5 橋式起重機的發(fā)展趨勢15-16
• 1.6 本文的論文結(jié)構(gòu)與主要工作16-19
• 第二章 橋式起重機系統(tǒng)的建模與分析19-33
• 2.1 橋式起重機系統(tǒng)的動力學(xué)模型19-20
• 2.1.1 模型建立方法19
• 2.1.2 模型建立與簡化19-20
• 2.2 橋式起重機的二維動力學(xué)模型20-23
• 2.2.1 基于拉格朗日方程的動力學(xué)建模20-21
• 2.2.2 拉格朗日方程非線性模型的建立21-23
• 2.3 橋式起重機非線性系統(tǒng)的分析23-29
• 2.3.1 系統(tǒng)的能控性分析23-27
• 2.3.2 系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析27-29
• 2.4 橋式起重機非線性系統(tǒng) Simulink 仿真模型29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 基于 PID 的防擺控制器設(shè)計33-47
• 3.1 PID 控制33-34
• 3.1.1 PID 控制器的調(diào)節(jié)規(guī)律33
• 3.1.2 PID 控制器各校正環(huán)節(jié)的作用33-34
• 3.2 橋式起重機 PID 防擺控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真34-36
• 3.3 基于微粒群優(yōu)化算法的 PID 控制器參數(shù)整定36-38
• 3.3.1 微粒群算法的原理36-37
• 3.3.2 基本算法37
• 3.3.3 評價系統(tǒng)的性能指標37
• 3.3.4 微粒群算法優(yōu)化 PID 控制器參數(shù)的實現(xiàn)37-38
• 3.4 PSO-PID 控制器的設(shè)計與仿真38-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第四章 基于模糊自適應(yīng) PID 的防擺控制器設(shè)計47-61
• 4.1 模糊控制系統(tǒng)47-49
• 4.1.1 模糊控制原理47
• 4.1.2 模糊控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)47-48
• 4.1.3 模糊控制器的類型48-49
• 4.2 量化因子和比例因子的調(diào)整方法49
• 4.3 橋式起重機模糊自適應(yīng) PID 防擺控制系統(tǒng)設(shè)計49-51
• 4.3.1 控制器結(jié)構(gòu)及工作原理50
• 4.3.2 輸入/輸出變量的選取和模糊化50-51
• 4.3.3 模糊控制規(guī)則集51
• 4.4 橋式起重機模糊 PID 防擺控制系統(tǒng)仿真51-52
• 4.5 防擺系統(tǒng)的擾動實驗設(shè)計與驗證52-60
• 4.5.1 起升繩長對定位防擺效果的影響52-55
• 4.5.2 吊重對定位防擺效果的影響55-57
• 4.5.3 目標位移對定位防擺效果的影響57-59
• 4.5.4 仿真結(jié)果分析59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第五章 橋式起重機防擺控制系統(tǒng)的設(shè)計61-73
• 5.1 橋式起重機的結(jié)構(gòu)61
• 5.2 防擺控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計61-62
• 5.3 防擺控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計62-64
• 5.3.1 PLC 的選擇62
• 5.3.2 變頻器的選擇62-63
• 5.3.3 旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇63
• 5.3.4 傾角傳感器的選擇63-64
• 5.3.5 橋式起重機小車變頻調(diào)速系統(tǒng)原理64
• 5.4 防擺控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計64-71
• 5.4.1 PID 控制器的實現(xiàn)65-66
• 5.4.2 模糊 PID 控制器的實現(xiàn)66-71
• 5.5 現(xiàn)場實驗結(jié)果與分析71-72
• 5.6 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79-81
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄81-82

【參考文獻】

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本文編號：1128393