塔式吊车安全检测及高效运行控制系统的研制

发布时间：2017-03-16 16:01

  本文关键词：塔式吊车安全检测及高效运行控制系统的研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着建设行业的迅速发展,塔式吊车的应用也在逐年增加。然而,在我国常有塔式吊车的不安全事故发生,造成了重大的生命财产损失。所以怎样避免运行中的安全隐患,实现影响其运行时安全因素的检测,进而实现高效运行具有重要的意义。本课题首先研究了塔式吊车及其安全检测系统的特点,结合塔式吊车的运行环境及国家规范、工作过程,制定了安全检测及高效运行系统的总体设计方案,包括功能设计、传感器选型、硬件电路设计、高效算法设计及软件设计。从系统实现的功能出发,确定了安全检测的功能,包括风速、温度检测、塔身倾角检测及塔臂的变形程度检测,检测值与预设值进行比较,做出正确判断；在实现安全性能检测的基础上,为了达到系统的高效运行,分析被控对象—三相异步电机的调速原理、电机的控制对象—变频器的特点及系统自身运行的特点,设计高效控制策略,即根据物体重量及所处塔臂的位置,给定吊重时的起吊加速度,进而确定速度,将该速度给定吊重电机；通过MATLAB仿真实现交流电机调速仿真,在速度调节过程中,采用模糊PID算法,保证电机速度达到最优。此设计相对于传统吊重中加速度不变的吊重过程,吊重过程时间缩短,生产效率提高。最后,完成了电源、传感器及系统整体的调试,风速、温度及倾角传感器等均能测量到比较精确的值；仿真结果表明,采用的模糊PID调整电机速度的算法也能够满足于系统的调速要求。因此,系统的整个设计基本达到了要求。
【关键词】：安全检测 高效策略 电机控制 模糊PID
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH213.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景意义9-10
• 1.1.1 课题研究背景9-10
• 1.1.2 课题研究意义10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 课题来源12
• 1.4 论文主要研究内容及章节安排12-14
• 2 安全检测及高效运行控制系统总体设计14-20
• 2.1 典型塔式吊车系统简介14-16
• 2.1.1 塔式吊车结构14-15
• 2.1.2 塔式吊车系统存在的问题15-16
• 2.2 塔式吊车安全运行的要求16
• 2.3 安全检测及高效运行控制系统设计方案16-20
• 2.3.1 系统实现功能16-17
• 2.3.2 系统设计思路17
• 2.3.3 系统总体设计方案17-20
• 3 安全检测及高效运行控制系统硬件设计20-41
• 3.1 硬件总体设计20
• 3.2 各模块硬件电路设计20-36
• 3.2.1 主控模块20-23
• 3.2.2 安全检测模块23-28
• 3.2.3 高效运行检测控制模块28-31
• 3.2.4 人机交互模块31-33
• 3.2.5 通信模块33-35
• 3.2.6 报警模块35-36
• 3.2.7 系统电源模块36
• 3.3 EMC设计36-38
• 3.3.1 电子干扰三要素37
• 3.3.2 电磁兼容控制技术37-38
• 3.4 PCB板制作38-39
• 3.5 元器件选择39-41
• 3.5.1 电阻元件39-40
• 3.5.2 电感元件40
• 3.5.3 电容元件40-41
• 4 高效运行控制算法设计41-55
• 4.1 三相异步电机41-42
• 4.2 变频器调速技术42-43
• 4.3 高效控制策略设计43-45
• 4.4 交流速度控制算法45-55
• 4.4.1 PID控制45-46
• 4.4.2 模糊PID控制46-55
• 5 安全检测及高效运行控制系统软件设计55-70
• 5.1 软件设计方法55-56
• 5.2 安全检测及高效运行控制系统软件结构56-58
• 5.2.1 系统工作流程56
• 5.2.2 系统软件结构56-58
• 5.2.3 系统功能结构58
• 5.3 安全检测及高效运行控制系统主层模块设计58-63
• 5.3.1 初始化模块59-62
• 5.3.2 管理模块62-63
• 5.3.3 维护更新模块63
• 5.4 安全检测系统主要功能模块63-67
• 5.4.1 风速、温度采集模块63-65
• 5.4.2 塔身倾角检测65-66
• 5.4.3 形变检测模块66-67
• 5.5 高效运行控制模块67-70
• 5.5.1 高效控制策略67
• 5.5.2 电机速度检测67-68
• 5.5.3 电机速度控制模块68-70
• 6 系统调试及性能分析70-73
• 6.1 开发环境介绍及配置70
• 6.2 实验室模型搭建70
• 6.3 实验室测试70-73
• 7 总结与展望73-75
• 7.1 工作总结73
• 7.2 课题展望73-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文78-79
• 致谢79-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 苏建霞;庄斌;王东兴;;模糊控制在交流调速系统中的应用及研究[J];北京机械工业学院学报;1998年03期

2 冬雷,李永东;交流调速技术的发展与应用[J];电工技术杂志;2002年08期

3 胡锦,李中发,梁先宇,赵欢;智能控制在交流电机调速中的应用[J];计算技术与自动化;2000年01期

4 骆文辉,王莉;模糊控制在交流调速中的应用及前景[J];机电工程技术;2004年06期

5 王莉;王润孝;彭传彪;;智能控制在交流调速中的应用[J];微特电机;2006年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王新茹;无人物料运输系统控制器的设计与实现[D];西安工业大学;2012年

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本文编号：251967