精密仪器立体仓库控制与管理系统优化设计

发布时间：2017-05-15 08:13

  本文关键词：精密仪器立体仓库控制与管理系统优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在企业生产力不断增强的今天,自动化立体仓库在企业货物存储中的作用日益凸显。如何减小堆垛机振动以保证货物精密性不受损害,如何提高自动化仓库的存取效率,成为立体仓库优化中的重要课题。本文以某军工企业的精密仪器立体仓库为工程背景,针对该仪器库当前存在的问题,研究设计了相应的解决方案,具有一定的实用价值。由于精密仪器的特殊性,对堆垛机运输途中的振动大小要求较高,这属于控制系统问题。本文分析了堆垛机的受力情况,推导出加速度与立柱顶端振幅的关系。仿真研究显示传统多段调速的振幅较大,由此提出加速度变化更小的S型曲线调速,经仿真验证,使用S型曲线调速能有效减小立柱顶端的振幅。随后介绍了立体仓库的控制系统,根据实际需求,对主要硬件进行了选型。对S型曲线在控制系统中的应用进行了设计,编写了相应的PLC程序。当前货物存放采用的是随机原则,为提高货架的稳定性和存储货物的出入库效率,需要进行货位优化,这属于管理系统问题。为此,本文随后在选取了合适的货位分配原则的基础上,进行了货位优化的建模,创新地设计了分段赋权值的方法解决这一多目标优化问题,采用粒子群算法求解目标函数,仿真验证了其有效性。以Visual Studio 2008为开发平台,设计了管理系统运行流程和界面,实现了货位优化在管理系统中的应用。本课题针对精密仪器仓库存在的控制、管理两方面问题,进行了深入的理论分析,同时给出了实际应用中的实现方法,为仓储系统在存储精密仪器方面做出了有益的工程研究与实践。
【关键词】：精密仪器立体仓库 控制系统 S型曲线 管理系统 货位优化
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH692.3;TP315
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景与发展现状10-11
• 1.1.1 课题研究背景与意义10
• 1.1.2 自动化立体仓库的发展现状10-11
• 1.2 自动化立体仓库概述11-15
• 1.2.1 自动化立体仓库的系统构成11-13
• 1.2.2 仓库自动运行的关键技术13-14
• 1.2.3 巷道堆垛机的结构组成14-15
• 1.3 本文中仪器仓库的问题分析15-16
• 1.4 本文的研究内容与结构安排16-18
• 第二章 堆垛机振动分析与仿真18-32
• 2.1 堆垛机的受力与振动分析18-23
• 2.1.1 自身受力挠度变化18-19
• 2.1.2 下横梁弯曲对立柱挠度变化的影响19-20
• 2.1.3 立柱总挠度计算20-22
• 2.1.4 加速度与立柱振动关系计算22-23
• 2.2 传统多段调速运动分析与仿真23-27
• 2.2.1 多段调速曲线分析23-24
• 2.2.2 多段调速运动中的振动仿真24-27
• 2.3 S型速度曲线27-31
• 2.3.1 S型速度曲线的提出27-28
• 2.3.2 S型曲线的数学模型28-29
• 2.3.3 S型曲线的振动仿真29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 基于S型曲线的控制系统优化设计32-44
• 3.1 堆垛机控制系统简介32-35
• 3.1.1 控制系统的组成32
• 3.1.2 控制系统的主要功能32-34
• 3.1.3 控制系统的工作原理34-35
• 3.2 控制系统主要硬件设备选型35-39
• 3.2.1 电动机的选择35-36
• 3.2.2 PLC的选择36-38
• 3.2.3 变频器的选择38
• 3.2.4 激光测距传感器的选择38-39
• 3.3 S型曲线在控制系统中的实现39-42
• 3.3.1 S型曲线的生成方法39-41
• 3.3.2 PLC程序的编写41-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第四章 管理系统构成与货位优化建模求解44-61
• 4.1 立体仓库管理系统简介44-48
• 4.1.1 管理系统的主要功能44
• 4.1.2 辅助硬件设施44-45
• 4.1.3 管理系统的数据管理45-47
• 4.1.4 管理系统的作业调度47
• 4.1.5 管理系统的网络结构47-48
• 4.2 存储调度的基本原则48-50
• 4.2.1 货位分配原则48-49
• 4.2.2 货位存储模式49-50
• 4.2.3 作业调度原则50
• 4.3 货位优化建模50-53
• 4.3.1 优化步骤与基本假设51-52
• 4.3.2 数学模型的建立52-53
• 4.4 基于粒子群的货位优化算法设计53-56
• 4.4.1 多目标优化函数的求解53-54
• 4.4.2 粒子群算法介绍54-55
• 4.4.3 粒子群算法在货位优化中的应用55-56
• 4.4.4 粒子群算法的实现步骤56
• 4.5 PSO算法的仿真及结果分析56-59
• 4.5.1 货物及运行的相关参数设定56-57
• 4.5.2 MATLAB仿真及结果分析57-59
• 4.6 本章小结59-61
• 第五章 基于货位优化的管理系统设计61-71
• 5.1 管理系统总体设计61-65
• 5.1.1 管理系统结构设计61-62
• 5.1.2 入库作业设计62-63
• 5.1.3 出库作业设计63-64
• 5.1.4 货位查询设计64-65
• 5.2 货位优化在管理系统中的实现65-70
• 5.2.1 货位优化流程设计65-66
• 5.2.2 货位优化在管理系统中的实现66-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 全文总结71
• 6.2 展望71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-79
• 攻读学位期间发表的学术论文目录79-80

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