【摘 要】
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随着我国工业的迅速发展,各式各样的起重机在工业生产中的应用已经占比越来越大,同时对起重机控制器的要求也在进一步提升。特别在经济发展日新月异的今天,在国内已经有很多厂家可以生产较为先进的起重机控制设备,但他们其中的大部分厂家都是采用国外技术,自身的利润不高,而市场上的需求很大,正是在这样的动力和压力下,促使一些厂家准备自主研发高性能起重机控制设备。本文将桥式起重机作为主要研究对象,通过对国内外的起重
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随着我国工业的迅速发展,各式各样的起重机在工业生产中的应用已经占比越来越大,同时对起重机控制器的要求也在进一步提升。特别在经济发展日新月异的今天,在国内已经有很多厂家可以生产较为先进的起重机控制设备,但他们其中的大部分厂家都是采用国外技术,自身的利润不高,而市场上的需求很大,正是在这样的动力和压力下,促使一些厂家准备自主研发高性能起重机控制设备。本文将桥式起重机作为主要研究对象,通过对国内外的起重机控制系统的研究,加上合作方部分原有的起重机工作数据,同时结合近几年来有关起重机控制器的主要发展趋势,特别采用变压和变频的调速方式替代传统的单一调速系统。由于起重机自身结构及运行方式等因素,以往在物料在运输过程中都会形成往复摆动。针对现有起重机控制系统存在的这个缺陷,本文提出一种基于双变量PID的防摇摆控制方法并将此方法应用到本课题所设计的控制器中。首先使用基于理论力学的方法对起重机吊重的物理模型进行分析,然后对使用仿真软件生成相应的模型不断调试并与传统无放摇摆系统进行对比。特别是该系统对摆角控制同时也对位移进行调节控制,使得起重机运输的物料既能减小摆动又能更快准确的到达指定地点,在这些分析及调试的基础上进行硬件及软件的设计。最后通过对加入与不加入放摇摆控制方法的系统进行仿真对比及现场实验对比,表明了该方法很好地解决了该问题也实现了合作厂家对于此功能特别要求。基于上述的目的,本文分别对起重机的控制器进行软件及硬件设计。其中为了提高控制器处理的速度与精度,本系统的提升部分采用独特的双核心设计。STM32为提升系统主控制芯片,选用意法半导体公司的STM32F103VET6,而CPLD为提升系统辅助控制芯片选用ALTERA公司的EPM570T10015。内置PLC的英泰P2高性能通用变频器构成行走系统的控制中心。通过在上述芯片与PLC中进行编程,实现本控制器的软件控制功能。控制器软硬件设计完毕后,在工厂中进行了现场实验,并得出实验波形与数据。结果表明,本课题所用的控制器能够完成厂家对起重机的控制及各项性能要求。
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