自古以來,火災(zāi)事故一直是威脅人類的重要安全隱患,為了應(yīng)對火災(zāi),人們對消防設(shè)備的研究從未中斷。消防水炮因其安全性好、效率高、射程遠的優(yōu)點廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代消防滅火工作,它能夠根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場的滅火需要對消防水流的噴射方向和噴射方式進行調(diào)整。隨著科技水平的發(fā)展,消防水炮的控制也逐漸由無線電動控制取代了傳統(tǒng)的人工操作方式,其功能也由單一的噴射角度調(diào)整擴展到具有定位控制,記錄控制和跟蹤控制等多種應(yīng)用方式。本文在此基礎(chǔ)上展開了對消防水炮控制系統(tǒng)的研究,引入線性自抗擾控制算法提高消防水炮的控制精度。論文首先介紹了消防水炮控制系統(tǒng)的研究背景與意義,并結(jié)合國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀提出了消防水炮的發(fā)展趨勢,根據(jù)消防水炮的結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢提出了消防水炮控制系統(tǒng)的控制需求和整體設(shè)計方案。接著對控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計,控制策略的研究和軟件設(shè)計進行詳細的介紹。硬件電路主要包括主控板的設(shè)計,水炮位置和速度采集電路,電源電路和無線通信部分電路。通過對水炮運動分析并結(jié)合控制系統(tǒng)理論,建立了消防水炮控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了線性自抗擾控制器,并給出參數(shù)整定方法。消防水炮的無線控制采用LORA擴頻通信技術(shù),提高無線通訊距離和穩(wěn)定... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２愛德華？茲發(fā)明的消防水炮??Ｆｉｇ?１．２?Ｒｅｍｏｔｅ?ｆｉｒｅ?ｆｉｇｈｔｉｎｇ?ｍｏｎｉｔｏｒ?ｄｅｓｉｇｎ?ｂｙ?Ａｗａｒｄｓ??

于火場降溫冷卻、消防搶險，其電源可以采用１２Ｖ或者２４Ｖ直流電，在水炮的炮??身上有控制面板可以操控水炮，水炮電機的控制線封閉在電纜導(dǎo)管中，允許水炮??４５０°水平旋轉(zhuǎn)，消防水炮如圖１．３所示。??圖１．３?ＰＳＫＤ１２０Ｗ型電控消防水炮??Ｆｉｇ?１．３?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｆｉｒｅ?ｆｉｇｈｔｉｎｇ?ｍｏｎｉｔｏｒ?ｏｆ?ＰＳＫＤ１２０Ｗ??美國Ｅｌｋｈａｒｔ?Ｂｒａｓｓ公司推出的Ｓｉｄｅｗｉｎｄｅｒ?ＲＦ系列消防水炮除了可以實現(xiàn)遠程??無線控制功能外，利用接收器中的旋轉(zhuǎn)脈沖計數(shù)器以及安裝的傳感器還可以實現(xiàn)??在自擺功能和保護功能，即設(shè)備可以被編程，實現(xiàn)消防水炮在允許的行程之內(nèi)來??回震蕩，當(dāng)水炮運動位置達到行程極限時，保護程序會起作用，切斷電機電源，??保護系統(tǒng)［１３１??４??

２．１消防水炮機械結(jié)構(gòu)及工作原理??消防水炮機械結(jié)構(gòu)通常由三部分組成：消防水炮炮體、驅(qū)動機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)??ｔ％，結(jié)構(gòu)如圖２．１所示。消防水炮的炮體是整個機構(gòu)的基礎(chǔ)，它的作用是構(gòu)成消??防水炮的外形，并提供支撐和連接相關(guān)零部件。執(zhí)行機構(gòu)包括水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)、垂??直轉(zhuǎn)動機構(gòu)和變流機構(gòu)三部分，通過執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)消防水炮的水平、垂直二維運??動和消防水炮噴射效果的調(diào)整從而實現(xiàn)消防水炮設(shè)計的相關(guān)功能。驅(qū)動機構(gòu)為水??平驅(qū)動電機、垂直驅(qū)動電機和變流驅(qū)動電機，電機為執(zhí)行機構(gòu)提供驅(qū)動力。??驅(qū)動機構(gòu)??ｆ釋??圖２．１消防水炮結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ?２．１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｆｉｒｅ?ｆｉｇｈｔｉｎｇ?ｍｏｎｉｔｏｒ??驅(qū)動機構(gòu)通過控制電機來實現(xiàn)消防水炮的角度調(diào)整，記錄，跟蹤，定位等功??能，電機采用２４Ｖ直流有刷電機，直流電機具有良好的起動和調(diào)速性能，受電磁??干擾影響小，過載能力強，轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點，且維修便宜方便，具有較高的經(jīng)濟指??標，被廣泛應(yīng)用于對啟動和調(diào)速性能要求較高的場合［１９１。??水炮的水平和垂直驅(qū)動機構(gòu)為圓周運動

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3228386