秸秆捆抓斗起重机控制系统研究与实现

【摘要】： 秸秆捆抓斗起重机是专为生物质发电研制的一套物料搬运设备,其主要完成自动堆垛、自动倒垛、自动投料、泊车等作业功能。由于生物质秸秆发电工作环境很差,所以需要抓斗起重机实现全自动化且工作安全可靠,这就给控制系统提出了更高的要求。其中运动控制及防摇摆控制是两个最关键的问题,论文就此展开理论研究,并将研究成果推广应用到实际中,且实现产品化。 针对秸秆捆抓斗起重机控制系统,论文的主要内容如下: 首先,分析了秸秆发电厂对抓斗起重机的要求,据此提出控制系统的总体设计方案,并阐述了控制系统中的难点问题。 针对抓斗起重机双小车机构的位置同步,提出了一种“复合结构”的控制策略。双小车同步控制主要有“串联结构”和“并联结构”,但该两种方式都难以达到起重机的控制要求,而复合结构控制策略结合了上两种方法的优点可以满足系统的动、静态性能指标。 其次,摇摆是起重机运行中普遍存在的问题,它严重影响了起重机的工作效率。论文建立了小车吊重的数学模型,分析了小车控制力对起重机摇摆产生的作用,提出了通过控制小车控制力的撤销时间来减小摇摆的方法,并通过仿真验证了该方法的正确性。 最后,实现了秸秆捆抓斗起重机的控制系统。该系统采用工业以太网无线方式实现对起重机群的集中监控,应用可编程控制器完成对单台设备的分散控制。通过实际验证,该系统能够满足生物发电厂的要求。 【关键词】：生物质发电 抓斗起重机 同步控制 防摇摆 工业以太网
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 生物质秸秆发电的国内外发展概况9
• 1.2 秸秆捆抓斗起重机控制系统的国内外发展现状9-14
• 1.2.1 运动控制10-11
• 1.2.2 防摇摆控制11-14
• 1.3 本课题的研究意义及主要内容14-16
• 1.3.1 本课题的研究意义14-15
• 1.3.2 论文主要内容15-16
• 2 秸秆捆抓斗起重机控制系统设计16-27
• 2.1 生物发电对抓斗起重机系统的要求16-18
• 2.2 抓斗起重机控制系统设计18-21
• 2.2.1 控制系统的设计18-20
• 2.2.2 无线网络20-21
• 2.3 系统部件设计21-26
• 2.3.1 电机的选择21-22
• 2.3.2 变频器的选择22-25
• 2.3.3 其它辅助元件的选择25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 秸秆捆抓斗起重机双小车同步控制27-32
• 3.1 引言27
• 3.2 双小车同步控制27-29
• 3.2.1 同步控制硬件组成27
• 3.2.2 同步控制的分析27-29
• 3.3 数学建模与仿真验证29-31
• 3.3.1 建立系统数学模型29-30
• 3.3.2 仿真验证30-31
• 3.4 本章小节31-32
• 4 秸秆捆抓斗起重机吊具防摇摆32-39
• 4.1 引言32
• 4.2 机械防摇摆设计32-33
• 4.3 电气防摇摆设计33-37
• 4.3.1 建立小车吊重模型33-35
• 4.3.2 小车吊重模型的简化35-36
• 4.3.3 仿真研究36-37
• 4.4 其它方面的设计37
• 4.5 本章小结37-39
• 5 秸秆捆抓斗起重机控制系统的实现39-51
• 5.1 引言39
• 5.2 控制系统的总体构成39
• 5.3 抓斗起重机控制系统39-45
• 5.3.1 起重机控制器的硬件设计39-41
• 5.3.2 控制系统的软件设计41-45
• 5.4 监控系统的实现45-49
• 5.4.1 监控主菜单实现46-47
• 5.4.2 通讯的实现47-48
• 5.4.3 故障报警48-49
• 5.5 各机构的安全保护及检测49-51
• 6 结论51-52
• 6.1 内容总结51
• 6.2 展望51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-58
• 附录58-61
• 攻读硕士学位期间的研究成果61

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