堆垛机的能耗分析及其智能控制方法的研究与实现

发布时间：2017-03-26 21:01

  本文关键词：堆垛机的能耗分析及其智能控制方法的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近几年来国家大力提倡节能减排,使得企业在实现自身设备高度自动化的同时,也对设备的能耗提出了更高的要求。随着逐年用地成本的增加和物流业的高速发展,自动化立体仓库也在国内迅速发展起来。堆垛机作为物流仓储中能耗最大的设备之一,深入研究其能耗有关的影响因素很有必要。本文从控制角度研究影响堆垛机运行能耗的因素,从而为绿色堆垛机的实现提供有力的理论依据。本文首先对堆垛机水平和垂直方向的能耗进行数学建模,通过对某项目堆垛机作业时采集到的能耗进行分析,得出了影响堆垛机水平和垂直运行能耗的因素主要为速度和加速度,并且得出了能耗与二者的具体关系。然后分析堆垛机进行速度和时间成梯形曲线运动时,如何对水平和垂直两个方向的加速度和速度分别进行选取,协调水平和垂直方向的运动情况,最终得出了堆垛机执行作业时的最少能耗的控制算法,并通过程序的实现在实际项目中进行应用。最后对实际应用的情况和效果进行了介绍。
【关键词】：能耗 采集 分析 智能控制
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH246
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 第一章 引言11-15
• 1.1. 堆垛机能耗国内外研究现状11-13
• 1.1.1. 国内研究现状11-12
• 1.1.2. 国外研究现状12-13
• 1.2. 课题来源与现实意义13
• 1.2.1. 课题来源13
• 1.2.2. 课题现实意义13
• 1.3. 课题主要研究内容和创新点13-14
• 1.3.1. 研究内容13
• 1.3.2. 创新点13-14
• 1.4. 论文组织结构14-15
• 第二章 堆垛机系统能耗的数学模型15-30
• 2.1. 堆垛机系统15-19
• 2.1.1. 堆垛机机械系统结构15-16
• 2.1.2. 堆垛机控制系统结构16-18
• 2.1.3. 堆垛机监控调度系统18-19
• 2.1.4. 堆垛机能耗的影响因素19
• 2.2. 堆垛机水平运动能耗的数学模型19-26
• 2.2.1. 堆垛机水平加减速运动过程的动态功率(Kw)20-22
• 2.2.2. 堆垛机水平匀速运动过程的动态功率(Kw)22-24
• 2.2.3. 堆垛机水平减速运动过程的动态功率(Kw)24-25
• 2.2.4. 堆垛机水平能耗的分析与总结25-26
• 2.3. 堆垛机垂直运动能耗的数学模型26-29
• 2.3.1. 堆垛机垂直向上运动的能耗27-28
• 2.3.2. 堆垛机垂直向下运动的能耗28-29
• 2.4. 本章小结29-30
• 第三章 堆垛机能耗的采集与分析30-42
• 3.1. 堆垛机的能耗采集30-34
• 3.1.1. 电能表采集电能数据30-31
• 3.1.2. 电能表与PLC的通讯31-33
• 3.1.3. PLC对数据进行处理33-34
• 3.2. 对采集到的数据进行分析34-40
• 3.2.1. 水平最大速度对堆垛机能耗的影响34-35
• 3.2.2. 水平加速度对堆垛机能耗的影响35-36
• 3.2.3. 垂直向上运动时最大速度对堆垛机能耗的影响36-37
• 3.2.4. 垂直向下运动时最大速度对堆垛机能耗的影响37-38
• 3.2.5. 垂直向上运动时加速度对堆垛机能耗的影响38-39
• 3.2.6. 垂直向下运动时加速度对堆垛机能耗的影响39-40
• 3.3. 本章小结40-42
• 第四章 节能控制算法的研究与设计42-51
• 4.1. 系统开发工具42
• 4.2. 最优控制理论42-47
• 4.2.1. 时间最优控制42-45
• 4.2.2. 能耗最优45-46
• 4.2.3. 时间最优的前提下能耗最优46-47
• 4.3. 能耗最优控制系统的算法47-50
• 4.3.1. 计算最短运行时间49
• 4.3.2. 运行参数的优化49-50
• 4.4. 本章小结50-51
• 第五章 工程验证51-70
• 5.1. 堆垛机的工作模式51-52
• 5.2. 堆垛机的运动控制方式52-54
• 5.3. 堆垛机控制程序的实现54-67
• 5.3.1. PLC硬件的实现54-55
• 5.3.2. 堆垛机运动控制PLC程序的实现55-60
• 5.3.3. 堆垛机节能控制PLC程序的实现60-67
• 5.4. 堆垛机节能控制程序的节能效果67-69
• 5.5. 本章小结69-70
• 第六章 总结和展望70-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况76

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