本文關鍵詞：自動化立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《江西理工大學》 2008年

自動化立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)的設計與研究

陳曉莉  

【摘要】： 自動化立體倉庫是一種集信息、儲存、管理于一體的高技術密集型機電化產品,堆垛機是其關鍵設備。隨著電子技術與控制理論的發(fā)展,各種控制方法逐步被引入堆垛機的控制。設計與開發(fā)智能化程度較高的自動化堆垛機控制系統(tǒng)成為當前立體倉庫的發(fā)展趨勢,因此開展與此有關的研究具有重要的理論和應用價值。本文基于現代物流技術的應用和發(fā)展要求,介紹自動化立體倉庫的應用及其功能和作用,結合現代科技的發(fā)展,著重研究自動化立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)的控制技術。課題主要包含以下內容。 1、根據堆垛機的技術要求,本文從堆垛機的速度特性、定位方式、認址檢測方式等幾個方向詳細闡述堆垛機快速定位的技術,結合本系統(tǒng)的設計要求和使用要求及實際應用中的定位效果,本文采用相對定位認址與編碼器定位相結合的定位方法,它能夠實現運行的高速與定位的高精度,增加運行可靠性,提高立體倉庫的整體運行效率,加快物流步伐,提高現代化物流水平。 2、堆垛機是不停運動的,其調速的要求很高,堆垛機的運行速度是準確定位、運行過程平穩(wěn)的關鍵。本文根據堆垛機運行工況,在位置速度控制上,采用了預測模糊控制算法,綜合利用模糊控制的快速性、魯棒性好的優(yōu)點和預測控制的穩(wěn)態(tài)性好的優(yōu)點,設計出了預測模糊控制器,使堆垛機能夠在負載變化時,將穩(wěn)定運行速度保持在一定的范圍內,同時解決了由于速度擾動的影響而產生的堆垛機的蠕動、抖動和定位錯誤等問題,也避免了因嚴重的積分飽和現象而造成的很大的超調和長時間的振蕩現象,提高了堆垛機的定位精度和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性,具有很高的實用價值。并通過對系統(tǒng)數學模型的轉化,應用MATLAB仿真工具,建立了仿真模型,對其做了仿真分析研究,結果表明,這種控制方法取得了較好的效果。 3、本文進行了堆垛機控制系統(tǒng)的硬件設計,以LPC2210 ARM微控制器為核心,按照堆垛機控制系統(tǒng)的要求,設計了電動機的控制電路、速度位置等數據檢測電路、與上位機的無線紅外通訊電路、LCD顯示控制電路及鍵盤控制電路。 4、堆垛機控制軟件設計主要包括:將μC /OS?ΙΙ嵌入式實時操作系統(tǒng)移植到堆垛機控制器;對堆垛機控制系統(tǒng)進行任務分配調度,并對與上位機通訊及堆垛機工作程序解析任務、數據的行設計。在軟件設計中,本文引入操作系統(tǒng)μC /OS?ΙΙ進行控制系統(tǒng)的開發(fā),簡化了系統(tǒng)軟件的復雜度,提高堆垛機控制系統(tǒng)性能,利于堆垛機控制系統(tǒng)升級和換代。采集和傳輸任務、堆垛機運動控制任務、鍵盤處理任務和液晶顯示處理任務進。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TP273
【目錄】：

摘要2-3

ABSTRACT3-7

第1章 緒論7-13

1.1 課題的背景與意義7-8

1.2 自動化立體倉庫的歷史及研究現狀8-11

1.3 堆垛機的發(fā)展及研究現狀11-12

1.4 課題的研究內容12

1.5 小結12-13

第2章 堆垛機的控制功能及位置控制分析13-24

2.1 巷道堆垛機的控制功能及其工作過程13-14

2.2 堆垛機控制模塊功能分析14-16

2.3 堆垛機位置控制16-21

2.3.1 定位控制16-17

2.3.2 認址檢測方式17-18

2.3.3 位置的定位方法18-21

2.4 堆垛機的速度曲線分析21-22

2.5 堆垛機位置控制系統(tǒng)傳遞函數22-23

2.6 小結23-24

第3章 預測模糊控制在堆垛機位置控制中的應用24-39

3.1 模糊理論的基本概念24-27

3.2 模糊控制理論27-30

3.2.1 模糊控制的基本思想27-28

3.2.2 模糊控制系統(tǒng)的組成及基本原理28

3.2.3 模糊控制器的設計28-30

3.3 預測控制理論概述30-32

3.4 堆垛機位置控制中的預測模糊控制算法設計32-37

3.4.1 預測模糊控制方式32

3.4.2 預測模糊控制的推理過程32-33

3.4.3 預測模糊控制規(guī)則形式33

3.4.4 預測模糊控制器的設計33-37

3.5 堆垛機位置預測模糊控制仿真37-38

3.6 小結38-39

第4章 堆垛機控制系統(tǒng)的硬件設計39-54

4.1 堆垛機控制系統(tǒng)硬件總體設計39-41

4.2 控制器外圍電路設計41-44

4.2.1 電源電路設計41-42

4.2.2 復位電路設計42

4.2.3 時鐘電路設計42-43

4.2.4 存儲器接口電路設計43-44

4.3 電動機的控制電路44-46

4.3.1 變頻器的變頻原理44

4.3.2 變頻器的選型44-45

4.3.3 變頻器接口電路45-46

4.3.4 變頻器的連接46

4.4 紅外通訊技術及其接口電路46-49

4.4.1 紅外通訊基本協議46-48

4.4.2 RS—232 串行通訊48-49

4.4.3 RS—232 串行通訊接口電路49

4.5 LCD 顯示控制電路設計49-51

4.5.1 SED1335 液晶控制器介紹49-50

4.5.2 SED1335 液晶控制器顯示驅動的硬件電路50-51

4.6 鍵盤控制電路設計51-53

4.6.1 ZLG7290 芯片介紹51-52

4.6.2 鍵盤顯示的硬件電路52-53

4.7 小結53-54

第5章 堆垛機控制系統(tǒng)的軟件設計54-68

5.1 系統(tǒng)的啟動55-56

5.2 μC/OS-Ⅱ在堆垛機控制器LPc2210上的移植56-60

5.3 系統(tǒng)任務設計及調度60-62

5.4 數據的采集和輸出任務62-63

5.5 與上位機通訊及堆垛機工作程序解析任務63

5.6 堆垛機運動控制任務63-64

5.7 鍵盤處理任務64-65

5.8 堆垛機控制界面處理任務65-66

5.6 軟件抗干擾設計66-67

5.10 小結67-68

總結68-69

參考文獻69-71

致謝71-72

附錄 A 堆垛機控制系統(tǒng)的人機界面的調試電路板72-73

附錄 B 自動化立體倉庫圖片73-74

個人簡歷及在學期間發(fā)表的學術論文74

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