自动化立体仓库堆垛机控制系统设计与优化研究

摘要

随着现代物流的快速发展，自动化立体仓库的应用得到了迅速推广。堆垛机作为立体仓库中货物存取的主要执行设备，其作业效率直接影响着仓库的经济效益。如何提高堆垛机的性能已经成为重要的研究方向，而其性能优劣很大程度上取决于设备的控制系统，主要体现在堆垛机的运行速度、定位精度、安全性及稳定性等方面。因此本文在总结前人研究的基础上，对堆垛机的控制系统展开深入研究，主要完成了控制系统的设计及速度控制的优化工作。
　　本文通过分析研究，完成了堆垛机控制系统的总体设计，包括控制系统整体的结构、具备的功能以及堆垛机出入库的作业流程，确定了堆垛机的速度控制、位置控制、网络通信及安全保护功能。根据堆垛机的设计标准及技术要求，设计了本文控制系统的速度与位置闭环控制方式，对堆垛机不同的作业距离采用不同的速度曲线。完成了PLC、电机、变频器及制动电阻、激光测距仪等主要硬件设备的选型工作。详细说明并设计了控制系统的电气原理图、PLC控制电路、变频器控制电路，以及系统的软件程序。在速度控制中引入模糊控制技术，分析了模糊控制的原理及模糊控制系统的设计方法。设计了针对堆垛机变频调速系统的二维模糊控制器，确定了系统的输入/输出变量及其隶属函数，离线计算出模糊控制表，并通过MATLAB/Simulink对搭建的控制系统模型进行了模糊控制仿真，分析了堆垛机模糊控制系统的PLC实现方法。从仿真结果来看，模糊控制系统的响应速度快、超调量小，具有良好的控制性能，能够有效提高堆垛机的运行效率。

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1 绪论

1.1自动化立体仓库概述

1.2堆垛机概述

1.3 堆垛机的研究现状

1.4 论文的主要研究内容

2 堆垛机控制系统总体设计

2.1控制系统的总体结构

2.2堆垛机控制系统的功能

2.3堆垛机的作业流程

2.4 本章小结

3 堆垛机控制系统详细设计

3.1控制系统的技术要求

3.2堆垛机的闭环控制系统

3.3 控制系统的硬件设备选型

3.4 控制系统电路设计

3.5 控制系统软件设计

3.6本章小结

4 控制系统的模糊控制优化

4.1模糊控制理论概述

4.2堆垛机模糊控制系统设计

4.3模糊控制系统仿真

4.4模糊控制器的PLC实现

4.5本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果