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秸秆捆抓斗起重机控制系统研究与实现

作　者: 周元辉
导　师: 杜京义
学　校: 西安科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 生物质发电抓斗起重机同步控制防摇摆工业以太网
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

秸秆捆抓斗起重机是专为生物质发电研制的一套物料搬运设备,其主要完成自动堆垛、自动倒垛、自动投料、泊车等作业功能。由于生物质秸秆发电工作环境很差,所以需要抓斗起重机实现全自动化且工作安全可靠,这就给控制系统提出了更高的要求。其中运动控制及防摇摆控制是两个最关键的问题,论文就此展开理论研究,并将研究成果推广应用到实际中,且实现产品化。针对秸秆捆抓斗起重机控制系统,论文的主要内容如下:首先,分析了秸秆发电厂对抓斗起重机的要求,据此提出控制系统的总体设计方案,并阐述了控制系统中的难点问题。针对抓斗起重机双小车机构的位置同步,提出了一种“复合结构”的控制策略。双小车同步控制主要有“串联结构”和“并联结构”,但该两种方式都难以达到起重机的控制要求,而复合结构控制策略结合了上两种方法的优点可以满足系统的动、静态性能指标。其次,摇摆是起重机运行中普遍存在的问题,它严重影响了起重机的工作效率。论文建立了小车吊重的数学模型,分析了小车控制力对起重机摇摆产生的作用,提出了通过控制小车控制力的撤销时间来减小摇摆的方法,并通过仿真验证了该方法的正确性。最后,实现了秸秆捆抓斗起重机的控制系统。该系统采用工业以太网无线方式实现对起重机群的集中监控,应用可编程控制器完成对单台设备的分散控制。通过实际验证,该系统能够满足生物发电厂的要求。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-16
  1.1 生物质秸秆发电的国内外发展概况  9
  1.2 秸秆捆抓斗起重机控制系统的国内外发展现状  9-14
    1.2.1 运动控制  10-11
    1.2.2 防摇摆控制  11-14
  1.3 本课题的研究意义及主要内容  14-16
    1.3.1 本课题的研究意义  14-15
    1.3.2 论文主要内容  15-16
2 秸秆捆抓斗起重机控制系统设计  16-27
  2.1 生物发电对抓斗起重机系统的要求  16-18
  2.2 抓斗起重机控制系统设计  18-21
    2.2.1 控制系统的设计  18-20
    2.2.2 无线网络  20-21
  2.3 系统部件设计  21-26
    2.3.1 电机的选择  21-22
    2.3.2 变频器的选择  22-25
    2.3.3 其它辅助元件的选择  25-26
  2.4 本章小结  26-27
3 秸秆捆抓斗起重机双小车同步控制  27-32
  3.1 引言  27
  3.2 双小车同步控制  27-29
    3.2.1 同步控制硬件组成  27
    3.2.2 同步控制的分析  27-29
  3.3 数学建模与仿真验证  29-31
    3.3.1 建立系统数学模型  29-30
    3.3.2 仿真验证  30-31
  3.4 本章小节  31-32
4 秸秆捆抓斗起重机吊具防摇摆  32-39
  4.1 引言  32
  4.2 机械防摇摆设计  32-33
  4.3 电气防摇摆设计  33-37
    4.3.1 建立小车吊重模型  33-35
    4.3.2 小车吊重模型的简化  35-36
    4.3.3 仿真研究  36-37
  4.4 其它方面的设计  37
  4.5 本章小结  37-39
5 秸秆捆抓斗起重机控制系统的实现  39-51
  5.1 引言  39
  5.2 控制系统的总体构成  39
  5.3 抓斗起重机控制系统  39-45
    5.3.1 起重机控制器的硬件设计  39-41
    5.3.2 控制系统的软件设计  41-45
  5.4 监控系统的实现  45-49
    5.4.1 监控主菜单实现  46-47
    5.4.2 通讯的实现  47-48
    5.4.3 故障报警  48-49
  5.5 各机构的安全保护及检测  49-51
6 结论  51-52
  6.1 内容总结  51
  6.2 展望  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-58
附录  58-61
攻读硕士学位期间的研究成果  61

秸秆捆抓斗起重机控制系统研究与实现

内容摘要

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