行车,又称桥式起重机,常用于仓库、车间内的重型物料的搬运工作,在工业生产过程中发挥着极其重要的作用。而核电站中对核废料桶的存取也主要由行车来完成,由于工作环境的特殊性,对行车的安全性、平稳性、定位精确度以及自动化程度等方面均提出了较高的要求,传统行车并不足以胜任。因此本文结合新兴的电力电子技术、计算机网络技术、智能控制算法等对行车原有的控制系统进行了改进,使行车的性能得到了大幅度提升,较好地满足了上述控制要求。首先本文采用PLC—变频器控制系统代替原有的接触器—继电器控制系统,采用变频调速方式代替传统的转子串电阻调速方式。为了减小起制动冲击以及保证定位精度,给大小车设计了S形速度曲线。同时对大车采取主从同步控制,基于大车两端的位移偏差对大车从端速度进行补偿以防止大车发生啃轨现象。其次针对行车提升机构速度控制系统的非线性特性,本文将模糊控制与PID控制相结合形成了模糊PID控制器来改善其动静态性能,经MATLAB仿真表明,该控制器有效抑制了转速的超调,提高了行车起升机构运行的稳定性。为了保证控制的实时性,预先通过模糊推理得到了相应的PID参数调节量的模糊控制查询表,并将其存储到西门子300PLC的DB块中,以供调用。另外为了避免行车在向仓库自动运行的过程中固料桶与路径上的障碍物发生碰撞,本文首先建立了行车运行环境的栅格地图,在此基础上采用蚁群算法对行车在静态环境下的运行路径即固料桶的运送路径进行了规划。在有动态障碍物闯入运行环境时,根据闯入障碍物的运动状态结合滚动窗口法提出了相应的避障策略,规划出了局部的避障路径。通过对固料桶仓库进行空间划分以及对固料桶摆放位置进行编号,使得行车在进入仓库区域后,PLC可根据输入的目标位置的编号来确定大小车从仓库大门到目标存储位置的运行距离以及吊钩的下降距离,大小车自动根据运行距离来选择相应类型的速度给定曲线,从而使固料桶被平稳地运送至目标位置。最后为了能够实时对行车的运行情况以及仓库中固料桶的存储状况进行监控,采用WinCC为上位机控制系统的组态软件,在设置了其与S7自动化系统的通信方式的基础上对相应的过程画面进行了设计。