龙门式无砟轨道板起吊定位系统的设计及实现

摘要

本文以影响十吨级双梁轮胎门式起重机(以下简称:十吨级龙门吊)主要性能指标的结构稳定性问题、起升机构同步问题以及行走机构多轮独立转向及协调控制问题为研究对象,分别针对以上问题进行深入的分析和计算,具有相当深厚的实用背景和实际意义。
　　 本课题在大量阅读国内外相关文献的基础上,对十吨级龙门吊的主要机械结构和电气控制系统进行了设计、选型并对系统进行了实验研究和现场调试。
　　 首先,进行十吨级龙门吊的主要机械结构设计、功率计算。包括走行系统结构、转向系统结构、传动系统结构以及天车起吊系统结构。同时围绕起升机构的同步这个核心的安全和技术问题,对龙门起吊系统的机械结构进行了详尽的合理性分析与计算。并最终得出了符合使用要求的一系列结构设计参数和控制系统的主要技术要求。
　　 其次,针对本课题的另一核心问题——行走机构多轮独立转向及协调控制问题,本文建立了十吨级龙门吊自动纠偏系统的数学模型,该模型主要由三相交流异步电机数学模型、电液推杆数学模型以及位置反馈装置数学模型组成,并对其进行了特性分析。
　　 本文根据已经建立的数学模型探讨了十吨级龙门吊起升定位系统及自动纠偏系统的控制策略。并最终选择具有规律简单、运行可靠、易于实现等特点的PID控制器作为本系统的控制器。为了达到PID控制的最佳效果,本文还进一步研究了基于PID参数自整定技术的PID控制器的设计。
　　 最后,在以上所有工作的基础上,通过仿真等手段针对控制系统的主要技术要求,初步设计了控制器的硬件和软件。并最终通过设备的现场调试和试验完善了控制器的设计。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1.绪论

1.1 课题的来源及意义

1.2 系统的技术要求

1.3 工程车辆液压转向技术的国内外研究现状

1.3.1 国内的研究现状

1.3.2 国外研究现状

1.3.3 国内外研究情况分析比较

1.4 控制理论在液压技术中的应用

2.龙门式无砟轨道板起吊定位系统工作原理及方案设计

2.1 引言

2.2 龙门式无砟轨道板起吊定位系统原理

2.2.1 系统技术指标

2.2.2 系统工作原理

2.3 龙门式无砟轨道板起吊定位系统机械结构设计

2.3.1 走行系统结构设计及其功率计算

2.3.2 转向系统结构设计及其功率计算

2.3.3 传动系统结构设计及其功率计算

2.3.4 天车起吊系统结构设计及其功率计算

2.3.5 龙门起吊系统机械结构合理性分析

2.4 龙门式无砟轨道板起吊定位系统控制方案设计

2.4.1 转向控制系统方案设计

2.4.2 行走控制系统方案设计

2.4.3 天车起吊控制系统方案设计

2.5 本章小结

3.龙门吊行进自动纠偏系统建模及特性分析

3.1 引言

3.2 龙门吊行进自动纠偏系统数学模型的建立

3.2.1 三相交流异步电机控制原理及数学模型的建立

3.2.2 电液推杆控制原理及数学模型的建立

3.2.3 位置反馈装置数学模型的建立

3.2.4 位置控制系统数学模型的建立

3.3 龙门吊行进自动纠偏系统特性分析

3.4 本章小结

4.龙门式无砟轨道板起吊定位系统控制策略研究

4.1 引言

4.2 PID控制器构成

4.3 基于PID的参数自整定控制器研究

4.3.1 PID控制器参数整定方法

4.3.2 数字PID控制器的参数整定

4.3.2 数字PID控制器的仿真研究

4.4 本章小结

5.龙门式无砟轨道板起吊定位系统实现及实验研究

5.1 引言

5.2 系统实现

5.2.1 硬件执行系统实现

5.2.2 软件控制系统实现

5.2.3 数据采集及频谱分析系统的设计实现

5.2.4 滤波器和抗干扰设计实现

5.3 系统实验研究

5.3.1 系统信号处理实验研究

5.3.2 系统自动纠偏实验研究

5.4 本章小结

6.结论

6.1 结论

参考文献

作者简历

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