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智能立体车库控制系统开发及排队模型的优化

作　者: 张育斌
导　师: 姚运萍
学　校: 兰州理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 智能立体车库可编程逻辑控制器数字信号处理器排队论控制系统
分类号: U491.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高,我国轿车保有量直线上升,轿车进入家庭已成为必然趋势。同时,停车难的问题也就逐渐成为了大中型城市迫切需要解决的难题。立体车库最大的优势在于节约用地,可最大限度地利用空间,这是解决城市用地紧张、缓解停车难的一个有效手段。因此,研究作业优化方案以及进一步提高立体车库控制系统的智能化程度,具有十分重要的意义,本文就十种类型立体车库中的巷道堆垛类立体车库进行了设计。本文从车库的控制系统和排队优化两方面入手,具体完成了以下工作:首先,针对现有立体车库的控制系统的自动化程度低问题,设计一套智能化的巷道堆垛式立体车库的总体方案;其次,具体设计了以TI公司TMS320LF2407A的DSP和西门子S7-300系列PLC控制系统的双CPU核心的巷道堆垛式立体车库控制系统,并对硬件PLC和DSP控制系统、软件系统进行具体设计;然后对排队论进行了研究,提出了符合巷道式立体车库的M/D/1排队模型,并对模型进行分析,同时对影响因子车辆平均存取总时间、车库车位排列方式(高度,巷道数)与库容量之间联系进行仿真,以及三种存车策略进行仿真,根据仿真结果分析进行优化设计。紧接着,为了提高作业效率,从车库的主要部件进行研究,确定车库的升降驱动、存取车形式,并详细设计停车位、载车板和存取机构和安全机构的设计;最后,选用软件开发平台Delphi和后台用数据库Oracle开发了人性化的巷道堆垛式立体车库管理系统,具体介绍了各个模块主要的构成和人性化界面功能,模拟实现了存取车路线优化策略在该管理系统中应用。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-14
第1章绪论  14-22
  1.1 研究背景  14-15
  1.2 立体车库国内外发展状况及发展趋势  15-18
    1.2.1 国外发展状况  15
    1.2.2 国内发展状况  15-17
    1.2.3 立体车库的主要发展趋势  17-18
  1.3 车库控制系统的国内外研究现状  18-19
  1.4 研究意义  19-20
  1.5 本课题的研究内容和任务  20-21
  1.6 论文创新点  21
  1.7 本章小结  21-22
第2章巷道堆垛式立体车库总体方案设计  22-31
  2.1 立体车库概述  22-24
  2.2 巷道堆垛式立体车库概述  24-26
    2.2.1 巷道堆垛式车库简介  24-25
    2.2.2 堆垛式立体车库的主要结构  25
    2.2.3 堆垛式立体车库的系统组成  25-26
  2.3 影响立体车库设计各种因素  26-27
  2.4 巷道堆垛式立体车库自动控制系统  27-29
    2.4.1 立体车库自动控制系统概述  27
    2.4.2 立体车库控制系统控制器及控制方案选择  27-29
  2.5 巷道堆垛式立体车库总体设计  29-30
  2.6 本章小结  30-31
第3章巷道堆垛式车库排队优化设计  31-42
  3.1 排队论概述  31-35
    3.1.1 排队论的基本概念  31-32
    3.1.2 排队系统的基本结构  32-34
    3.1.3 排队系统的符号表示  34
    3.1.4 M/D/1 排队模型  34-35
  3.2 车库车辆排队模型的分析  35-36
    3.2.1 车库车辆排队模型的分析  35
    3.2.2 车库车辆排队模型  35-36
  3.3 车库作业效率优化设计  36-38
    3.3.1 车库作业效率优化数学模型  36-37
    3.3.2 优化仿真及结果分析  37-38
  3.4 存取车策略优化  38-40
  3.5 存取车路线优化算法在系统中的实现  40-41
  3.6 本章小结  41-42
第4章巷道堆跺式车库主要部件的设计  42-49
  4.1 巷道堆跺式立体车库的总体方案确定  42-43
  4.2 升降驱动系统  43-44
  4.3 车辆存取方式  44-45
  4.4 存取机构电机与减速机的选择  45-46
    4.4.1 横移机构电机  45
    4.4.2 微横移机构电机  45
    4.4.3 选用减速机  45-46
  4.5 板式输送机  46-47
    4.5.1 尾轮张紧装置  46
    4.5.2 支架与轨道  46-47
    4.5.3 运行速度  47
  4.6 安全机构的设计  47-48
  4.7 本章小结  48-49
第5章控制系统软硬件设计  49-72
  5.1 车库控制系统设计  49
  5.2 DSP控制系统设计  49-57
    5.2.1 TMS320LF2407ADSP结构  49-51
    5.2.2 TMS320LF240A的引脚描述  51
    5.2.3 信号采集和处理系统  51-56
    5.2.4 DSP系统软件  56-57
  5.3 PLC控制系统设计  57-62
    5.3.1 S7-300 系列PLC简介  57-58
    5.3.2 编程软件介绍  58-59
    5.3.3 PLC控制动作  59-62
  5.4 车库网络化实现  62-65
    5.4.1 车位信息采集板的构成  62-64
    5.4.2 车位信息采集板的硬件ID  64-65
  5.5 巷道堆垛式车库检测系统设计  65-66
    5.5.1 车库传感检测系统设计  65
    5.5.2 车库视频检测系统设计  65-66
  5.6 控制硬件DSP和PLC设计  66
  5.7 软件程序设计  66-71
    5.7.1 信号采集与处理系统流程图  66-68
    5.7.2 PLC控制系统流程图  68-71
  5.8 本章小结  71-72
第6章巷道堆垛式立体车库管理系统设计  72-80
  6.1 软件开发工具简介  72-73
    6.1.1 软件实现平台  72
    6.1.2 后台数据库使用  72-73
  6.2 管理系统软件的实现  73-79
  6.3 本章小节  79-80
第7章结论与展望  80-82
  7.1 结论  80
  7.2 展望  80-82
参考文献  82-86
致谢  86-87
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  87-88
附录B 亚欧商厦立体车库的车辆到达时间表  88-90
附录C 信号采集与处理系统的硬件原理图  90

智能立体车库控制系统开发及排队模型的优化

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