发射场桥式吊车定位防摆控制及监测诊断系统

发布时间：2023-10-06 11:10

　　目前,发射场桥式吊车控制系统的核心设备主要采用进口产品。虽然具有一定的可靠性,但是在信息安全、产品升级维护、核心技术掌握等方面存在诸多问题。近年来越来越多的事件表明,在工业控制领域我们必须走自主发展的道路,以避免出现核心技术封锁、关键信息泄露、工控设备遭遇远程破坏等情况发生。在国家相关部门的大力推动下,航天发射场地面设施设备开展了大量自主可控方面的研究,对桥式吊车进行自主可控研究属于其中的一部分内容。本文针对目前桥式吊车控制效率低、精度差、负载摆动难以控制的现状,根据建立的桥式吊车动力学模型,设计了一种双环PID控制方法,分别对运行机构的位移和负载的摆动角度进行控制,通过调节电动机的输出达到提高吊车定位精度和抑制负载摆动的目的。针对吊车时变性的特点,采用了模糊控制的方法对PID参数进行实时整定,并对不同位移、吊重、绳长参数下的模糊整定PID定位防摆控制系统进行了Simulink仿真,验证了该方法的有效性。接着对桥式吊车控制系统进行方案设计,系统采用工控机+可编程逻辑控制器PLC+变频器的变频调速控制方案。工控机作为人机交互接口将初始参数传给可编程逻辑控制器PLC,PLC执行相应的定位防...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 目前存在的主要问题
    1.4 论文主要研究内容及章节安排
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 章节安排
第2章 桥式吊车定位防摆控制
    2.1 桥式吊车的组成及工作原理
    2.2 桥式吊车系统的动力学模型
        2.2.1 拉格朗日方程介绍
        2.2.2 桥式吊车的动力学模型
        2.2.3 系统开环仿真
    2.3 基于PID控制的定位防摆方法
    2.4 基于模糊规则的PID参数整定
        2.4.1 输入输出变量的选取和模糊化
        2.4.2 桥式吊车模糊PID防摆控制系统Simulink仿真
        2.4.3 仿真结果
    2.5 本章小结
第3章 控制系统设计实现
    3.1 桥式吊车控制系统方案设计
    3.2 组网方案及网络结构
    3.3 硬件系统组成
    3.4 软件系统设计
    3.5验证实验
    3.6 本章小结
第4章 桥式吊车运行监测及预警模块
    4.1 监测预警模块方案设计
    4.2 状态监控传感器选择
        4.2.1 起吊重量传感器选型
        4.2.2 起升高度、速度和运行机构位置检测传感器选型
        4.2.3 起升电机的轴承温度和振动传感器选型
    4.3 安全预警模块
        4.3.1 运行监测参数的弱化处理
        4.3.2 运行监测参数综合分析
    4.4 运行监测系统软件设计
    4.5 监测预警模块验证试验
    4.6 本章小结
第5章 基于故障树分析法的故障诊断模块
    5.1 故障树分析方法
    5.2 桥式吊车常见故障分析
        5.2.1 小车运行机构故障
        5.2.2 大车运行机构故障
        5.2.3 起升机构故障
        5.2.4 桥式吊车常见电气故障
    5.3 桥式吊车故障树建立与分析
        5.3.1 建立桥式吊车故障树
        5.3.2 依据建立故障树进行定量定性分析
    5.4 故障树底事件与运行监测参数关联
        5.4.1 故障树底事件与参数关联
        5.4.2 对参数进行识别
    5.5 故障诊断流程
    5.6 故障诊断模块验证试验
    5.7 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：3851741