核废料堆放行车控制系统的优化设计与研究

发布时间：2023-04-01 23:13

　　行车,又称桥式起重机,常用于仓库、车间内的重型物料的搬运工作,在工业生产过程中发挥着极其重要的作用。而核电站中对核废料桶的存取也主要由行车来完成,由于工作环境的特殊性,对行车的安全性、平稳性、定位精确度以及自动化程度等方面均提出了较高的要求,传统行车并不足以胜任。因此本文结合新兴的电力电子技术、计算机网络技术、智能控制算法等对行车原有的控制系统进行了改进,使行车的性能得到了大幅度提升,较好地满足了上述控制要求。首先本文采用PLC—变频器控制系统代替原有的接触器—继电器控制系统,采用变频调速方式代替传统的转子串电阻调速方式。为了减小起制动冲击以及保证定位精度,给大小车设计了S形速度曲线。同时对大车采取主从同步控制,基于大车两端的位移偏差对大车从端速度进行补偿以防止大车发生啃轨现象。其次针对行车提升机构速度控制系统的非线性特性,本文将模糊控制与PID控制相结合形成了模糊PID控制器来改善其动静态性能,经MATLAB仿真表明,该控制器有效抑制了转速的超调,提高了行车起升机构运行的稳定性。为了保证控制的实时性,预先通过模糊推理得到了相应的PID参数调节量的模糊控制查询表,并将其存储到西门子30...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外行车的发展现状
        1.2.1 国内行车的发展现状
        1.2.2 国外行车的发展现状
    1.3 课题来源及项目背景
    1.4 本文主要研究内容
第2章 行车控制要求分析及方案设计
    2.1 行车简介
    2.2 行车的控制要求
    2.3 电气控制系统的软硬件方案设计
        2.3.1 硬件设计
        2.3.2 软件设计
    2.4 器件选型
        2.4.1 PLC选型
        2.4.2 变频器选型
        2.4.3 制动电阻选型
        2.4.4 其它元器件选型
    2.5 PLC与变频器的调试及数据交换
    2.6 本章小结
第3章 大小车的速度控制
    3.1 大小车的速度给定曲线设计
        3.1.1 S形速度曲线的产生及计算
        3.1.2 速度给定曲线的形式
        3.1.3 速度给定曲线的PLC程序设计
    3.2 大车电机的主从同步控制
    3.3 本章小结
第4章 行车提升机构的模糊PID控制器设计
    4.1 模糊控制简介
    4.2 模糊控制器的工作原理
        4.2.1 精确量的模糊化
        4.2.2 模糊推理
        4.2.3 模糊判决
    4.3 模糊PID控制器的实现及其仿真
        4.3.1 模糊PID控制器的设计
        4.3.2 模糊PID控制器的PLC实现
        4.3.3 提升机构驱动系统的模糊PID控制仿真
    4.4 本章小结
第5章 行车运行路径规划
    5.1 路径规划简介
    5.2 栅格地图设计
    5.3 基于蚁群算法的全局路径规划
        5.3.1 蚁群算法简介
        5.3.2 蚁群算法的设计
        5.3.3 蚁群路径规划算法的仿真
    5.4 局部路径规划
        5.4.1 基于滚动窗口法的局部路径规划算法简介
        5.4.2 动态障碍物碰撞情形分析
        5.4.3 动态障碍物的避障策略设计
        5.4.4 路径规划算法的总体设计及仿真
    5.5 仓库内行车自动运行距离的计算
    5.6 本章小结
第6章 控制系统的上位机软件设计
    6.1 WinCC简介
    6.2 WinCC与PLC的通讯连接以及变量创建
    6.3 过程画面的设计
    6.4 监控系统的测试运行
    6.5 本章小结
总结与展望
    工作总结
    工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及专利
致谢
详细摘要



本文编号：3778048