消防水炮控制系统设计与研究
发布时间：2021-06-13 21:37
自古以来,火灾事故一直是威胁人类的重要安全隐患,为了应对火灾,人们对消防设备的研究从未中断。消防水炮因其安全性好、效率高、射程远的优点广泛应用于现代消防灭火工作,它能够根据火灾现场的灭火需要对消防水流的喷射方向和喷射方式进行调整。随着科技水平的发展,消防水炮的控制也逐渐由无线电动控制取代了传统的人工操作方式,其功能也由单一的喷射角度调整扩展到具有定位控制,记录控制和跟踪控制等多种应用方式。本文在此基础上展开了对消防水炮控制系统的研究,引入线性自抗扰控制算法提高消防水炮的控制精度。论文首先介绍了消防水炮控制系统的研究背景与意义,并结合国内外的研究现状提出了消防水炮的发展趋势,根据消防水炮的结构和发展趋势提出了消防水炮控制系统的控制需求和整体设计方案。接着对控制系统的硬件电路设计,控制策略的研究和软件设计进行详细的介绍。硬件电路主要包括主控板的设计,水炮位置和速度采集电路,电源电路和无线通信部分电路。通过对水炮运动分析并结合控制系统理论,建立了消防水炮控制系统的数学模型,在此基础上设计了线性自抗扰控制器,并给出参数整定方法。消防水炮的无线控制采用LORA扩频通信技术,提高无线通讯距离和稳定...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２爱德华？兹发明的消防水炮??Ｆｉｇ?１．２?Ｒｅｍｏｔｅ?ｆｉｒｅ?ｆｉｇｈｔｉｎｇ?ｍｏｎｉｔｏｒ?ｄｅｓｉｇｎ?ｂｙ?Ａｗａｒｄｓ??
于火场降温冷却、消防抢险，其电源可以采用１２Ｖ或者２４Ｖ直流电，在水炮的炮??身上有控制面板可以操控水炮，水炮电机的控制线封闭在电缆导管中，允许水炮??４５０°水平旋转，消防水炮如图１．３所示。??图１．３?ＰＳＫＤ１２０Ｗ型电控消防水炮??Ｆｉｇ?１．３?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｆｉｒｅ?ｆｉｇｈｔｉｎｇ?ｍｏｎｉｔｏｒ?ｏｆ?ＰＳＫＤ１２０Ｗ??美国Ｅｌｋｈａｒｔ?Ｂｒａｓｓ公司推出的Ｓｉｄｅｗｉｎｄｅｒ?ＲＦ系列消防水炮除了可以实现远程??无线控制功能外，利用接收器中的旋转脉冲计数器以及安装的传感器还可以实现??在自摆功能和保护功能，即设备可以被编程，实现消防水炮在允许的行程之内来??回震荡，当水炮运动位置达到行程极限时，保护程序会起作用，切断电机电源，??保护系统［１３１??４??
２．１消防水炮机械结构及工作原理??消防水炮机械结构通常由三部分组成：消防水炮炮体、驱动机构、执行机构??ｔ％，结构如图２．１所示。消防水炮的炮体是整个机构的基础，它的作用是构成消??防水炮的外形，并提供支撑和连接相关零部件。执行机构包括水平转动机构、垂??直转动机构和变流机构三部分，通过执行机构实现消防水炮的水平、垂直二维运??动和消防水炮喷射效果的调整从而实现消防水炮设计的相关功能。驱动机构为水??平驱动电机、垂直驱动电机和变流驱动电机，电机为执行机构提供驱动力。??驱动机构??ｆ釋??图２．１消防水炮结构图??Ｆｉｇ?２．１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｆｉｒｅ?ｆｉｇｈｔｉｎｇ?ｍｏｎｉｔｏｒ??驱动机构通过控制电机来实现消防水炮的角度调整，记录，跟踪，定位等功??能，电机采用２４Ｖ直流有刷电机，直流电机具有良好的起动和调速性能，受电磁??干扰影响小，过载能力强，转矩大的优点，且维修便宜方便，具有较高的经济指??标，被广泛应用于对启动和调速性能要求较高的场合［１９１。??水炮的水平和垂直驱动机构为圆周运动
【参考文献】：
期刊论文
[1]线性自抗扰控制理论及工程应用的若干进展[J]. 陈增强,程赟,孙明玮,孙青林. 信息与控制. 2017(03)
[2]LoRa传输技术特性分析[J]. 龙维珍,覃琳,孙卫宁. 企业科技与发展. 2017(05)
[3]浙江省台州市天台县足浴店“2·5”重大火灾事故应急处置工作情况[J]. 中国应急管理. 2017(02)
[4]2016年全国火灾四项指数均呈两位数下降[J]. 戚颁. 中国消防. 2017(01)
[5]一种数字式高精度角度传感器的设计[J]. 姚毅,李柄鹏,申健. 机电产品开发与创新. 2016(06)
[6]加拿大石油心脏还能起死回生吗?[J]. 田立宸. 能源. 2016(06)
[7]带锥齿蜗轮蜗杆传动式消防水炮结构设计及流场仿真（英文）[J]. 徐明,张小宇,胡国良,李刚. 机床与液压. 2016(06)
[8]自抗扰控制器的阶次与参数的选取[J]. 张超,朱纪洪,高亚奎. 控制理论与应用. 2014(11)
[9]线性自抗扰控制的抗饱和补偿措施[J]. 周宏,谭文. 控制理论与应用. 2014(11)
[10]智能消防系统的设计[J]. 陈晓旭,王强,魏立明,韩成浩. 电气应用. 2014(02)
博士论文
[1]大空间智能消防水炮灭火系统研究[D]. 闵永林.上海大学 2010
硕士论文
[1]基于线性自抗扰的SVG无功振荡抑制研究[D]. 李雪云.哈尔滨工业大学 2016
[2]无线遥控消防炮控制系统设计与实现[D]. 闻名.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2014
[3]固定式消防水炮结构参数优化及其水力学性能研究[D]. 陈伟刚.华东交通大学 2011
本文编号：3228386
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２爱德华？兹发明的消防水炮??Ｆｉｇ?１．２?Ｒｅｍｏｔｅ?ｆｉｒｅ?ｆｉｇｈｔｉｎｇ?ｍｏｎｉｔｏｒ?ｄｅｓｉｇｎ?ｂｙ?Ａｗａｒｄｓ??
于火场降温冷却、消防抢险，其电源可以采用１２Ｖ或者２４Ｖ直流电，在水炮的炮??身上有控制面板可以操控水炮，水炮电机的控制线封闭在电缆导管中，允许水炮??４５０°水平旋转，消防水炮如图１．３所示。??图１．３?ＰＳＫＤ１２０Ｗ型电控消防水炮??Ｆｉｇ?１．３?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｆｉｒｅ?ｆｉｇｈｔｉｎｇ?ｍｏｎｉｔｏｒ?ｏｆ?ＰＳＫＤ１２０Ｗ??美国Ｅｌｋｈａｒｔ?Ｂｒａｓｓ公司推出的Ｓｉｄｅｗｉｎｄｅｒ?ＲＦ系列消防水炮除了可以实现远程??无线控制功能外，利用接收器中的旋转脉冲计数器以及安装的传感器还可以实现??在自摆功能和保护功能，即设备可以被编程，实现消防水炮在允许的行程之内来??回震荡，当水炮运动位置达到行程极限时，保护程序会起作用，切断电机电源，??保护系统［１３１??４??
２．１消防水炮机械结构及工作原理??消防水炮机械结构通常由三部分组成：消防水炮炮体、驱动机构、执行机构??ｔ％，结构如图２．１所示。消防水炮的炮体是整个机构的基础，它的作用是构成消??防水炮的外形，并提供支撑和连接相关零部件。执行机构包括水平转动机构、垂??直转动机构和变流机构三部分，通过执行机构实现消防水炮的水平、垂直二维运??动和消防水炮喷射效果的调整从而实现消防水炮设计的相关功能。驱动机构为水??平驱动电机、垂直驱动电机和变流驱动电机，电机为执行机构提供驱动力。??驱动机构??ｆ釋??图２．１消防水炮结构图??Ｆｉｇ?２．１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｆｉｒｅ?ｆｉｇｈｔｉｎｇ?ｍｏｎｉｔｏｒ??驱动机构通过控制电机来实现消防水炮的角度调整，记录，跟踪，定位等功??能，电机采用２４Ｖ直流有刷电机，直流电机具有良好的起动和调速性能，受电磁??干扰影响小，过载能力强，转矩大的优点，且维修便宜方便，具有较高的经济指??标，被广泛应用于对启动和调速性能要求较高的场合［１９１。??水炮的水平和垂直驱动机构为圆周运动
【参考文献】：
期刊论文
[1]线性自抗扰控制理论及工程应用的若干进展[J]. 陈增强,程赟,孙明玮,孙青林. 信息与控制. 2017(03)
[2]LoRa传输技术特性分析[J]. 龙维珍,覃琳,孙卫宁. 企业科技与发展. 2017(05)
[3]浙江省台州市天台县足浴店“2·5”重大火灾事故应急处置工作情况[J]. 中国应急管理. 2017(02)
[4]2016年全国火灾四项指数均呈两位数下降[J]. 戚颁. 中国消防. 2017(01)
[5]一种数字式高精度角度传感器的设计[J]. 姚毅,李柄鹏,申健. 机电产品开发与创新. 2016(06)
[6]加拿大石油心脏还能起死回生吗?[J]. 田立宸. 能源. 2016(06)
[7]带锥齿蜗轮蜗杆传动式消防水炮结构设计及流场仿真（英文）[J]. 徐明,张小宇,胡国良,李刚. 机床与液压. 2016(06)
[8]自抗扰控制器的阶次与参数的选取[J]. 张超,朱纪洪,高亚奎. 控制理论与应用. 2014(11)
[9]线性自抗扰控制的抗饱和补偿措施[J]. 周宏,谭文. 控制理论与应用. 2014(11)
[10]智能消防系统的设计[J]. 陈晓旭,王强,魏立明,韩成浩. 电气应用. 2014(02)
博士论文
[1]大空间智能消防水炮灭火系统研究[D]. 闵永林.上海大学 2010
硕士论文
[1]基于线性自抗扰的SVG无功振荡抑制研究[D]. 李雪云.哈尔滨工业大学 2016
[2]无线遥控消防炮控制系统设计与实现[D]. 闻名.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2014
[3]固定式消防水炮结构参数优化及其水力学性能研究[D]. 陈伟刚.华东交通大学 2011
本文编号：3228386
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3228386.html
最近更新
教材专著
