橋式起重機的智能路徑規(guī)劃由于受到多重因素的影響(吊重的擺動、定位精度、障礙物、大小車的頻繁制動等),所以并不能只是進行傳統(tǒng)性的路徑規(guī)劃。故本文采用在防搖效果良好的輸入整形法與PID相結(jié)合的防搖模塊基礎上進行智能路徑規(guī)劃。通過防搖模塊和智能路徑規(guī)劃模塊的配合使用,可極大的提高橋式起重機的安全性和實際可操作性。在防搖模塊上,本文采用拉格朗日方程建立橋式起重機動力學模型,通過對比防搖前后吊重擺角和定位,一方面驗證了本文防搖算法的可行性,另一方面也證實了橋式起重機如果不防搖其對路徑規(guī)劃的影響是巨大的。在智能路徑規(guī)劃模塊上,本文針對二維路徑規(guī)劃采用柵格法與改進型A*算法相結(jié)合,在路徑搜索和選擇上,結(jié)合橋式起重機防搖特性,選出最優(yōu)路徑,從而在一定程度上也提高了防搖性能。本文針對三維路徑規(guī)劃采用柵格法與改進型蟻群算法,通過使用啟發(fā)函數(shù)增加權(quán)值、輪盤賭法模擬螞蟻選擇路徑的概率、全局信息素更新等方式,降低陷入局部最優(yōu)的概率。同時也編寫了上位機軟件,便于操作。最后,通過本文搭建的橋式起重機實驗平臺,讓橋式起重機在防搖模塊的控制下沿搜索的最優(yōu)路徑運行,驗證了路徑規(guī)劃算法的實際可行性。

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
    1.2 橋式起重機防搖技術(shù)的國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究的現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究的現(xiàn)狀
    1.3 橋式起重機路徑規(guī)劃技術(shù)的國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究的現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究的現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
        1.4.1 本文的主要內(nèi)容
        1.4.2 本文結(jié)構(gòu)安排
第2章 橋式起重機系統(tǒng)的搭建
    2.1 橋式起重機的構(gòu)成
    2.2 防搖控制模塊
        2.2.1 擺角的測量
        2.2.2 定位的測量
        2.2.3 姿態(tài)傳感器模塊
    2.3 智能路徑規(guī)劃模塊
    2.4 本章小結(jié)
第3章 防搖式橋式起重機的研究
    3.1 系統(tǒng)數(shù)學模型的建立
    3.2 系統(tǒng)性能的分析
    3.3 輸入整形法介紹
    3.4 防搖模塊使用前后仿真分析
        3.4.1 防搖模塊未使用時仿真分析
        3.4.2 防搖模塊使用時仿真與分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 智能路徑規(guī)劃環(huán)境地圖模型的建立
    4.1 二維環(huán)境地圖模型的建立
        4.1.1 柵格法二維建模
        4.1.2 圖像的二值化處理
    4.2 三維環(huán)境地圖模型的建立
        4.2.1 柵格法三維建模
    4.3 本章小結(jié)
第5章 智能路徑規(guī)劃
    5.1 常規(guī)路徑規(guī)劃算法
    5.2 二維路徑規(guī)劃
        5.2.1 傳統(tǒng)A*算法
        5.2.2 A*算法的改進
        5.2.3 MATLAB仿真分析
    5.3 三維路徑規(guī)劃
        5.3.1 蟻群算法的介紹
        5.3.2 蟻群算法路徑規(guī)劃的設置
        5.3.3 算法流程
        5.3.4 MATLAB仿真分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 上位機軟件的介紹及實驗結(jié)果的分析
    6.1 上位機軟件的設計
    6.2 上位機軟件功能的介紹
    6.3 實驗結(jié)果的分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間所開展的科研項目和發(fā)表的學術(shù)論文



本文編號：3776513