在物品堆放杂乱无序的车间仓库,或核废料吊运或垃圾处理等高辐射、高污染的特殊工作场合,实现桥式起重机无人化自动运行是目前亟待解决的一个工程问题。_本_文以实现桥式起重机在复杂工作环境中的无人化运行为目的,对其路径规划算法、自动运行控制程序、以及电机变频调速设计方案等进行研究分析,设计了包括人机交互接口(HMI)、传感器、控制器和执行机构的整个桥式起重机运行控制系统。首先,基于路径规划技术在移动机器人等领域的研究成果,本文设计了包括传感识别、避障控制和人机交互等功能在内的系统组成。采用蚁群算法进行桥式起重机的避障运算。以路径最短为目标函数,在栅格化虚拟环境域中,生成最优的运行路径。在MATLAB软件中对该算法进行程序设计和仿真验证,输出可供运行控制机构使用的环境与路径信息,实现桥式起重机在复杂工作环境中的智能路径规划。在此基础上,以CoDeSys PLC设计软件为开发平台,设计控制桥式起重机自动化运行的软件程序。利用CoDeSys软件的各个模块,将从上位机输入的环境和路径信息、操作者从HMI输入的控制信号和控制参数等集成处理,通过运算和转化形成控制信号,输出到变频器和电动机等执行机构,从而控制桥式起重机大车和小车的自动运行。此外,利用CoDeSys的可视化显示编程功能,设计起重机运行的人机交互控制界面,实现了在不依赖硬件的情况下,通过PC端输入控制信息,并对PLC程序的运行结果进行观察和验证。最后,对桥式起重机的变频调速系统进行分析与设计。通过研究三相异步电动机的结构与工作原理,结合桥式起重机的运行特点,确定以矢量变频技术为核心的电动机控制方案。在MATLAB/Simulink仿真环境中,对矢量变频调速系统进行建模,通过工程实例中的数据对系统进行仿真分析,以求达到精确的控制效果,表明该系统良好的调速性能,并证明所设计的桥式起重机自动运行控制系统的可行性与可靠性。