本科毕业论文-—天车吊钩防摆控制器设计.doc

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1、毕业设计天车吊钩防摆控制器设计V摘要吊物的摆动是影响吊车装卸效率的主要原因。电子防摇作为一种主动防摇方式，它将减摇和运行控制结合起来考虑，不依赖于司机的操作经验，可以有效的提高吊车的装卸效率，减轻司机的工作强度，是实现港口、厂矿装卸自动化的趋势。本文首先建立了桥式吊车运动系统的数学模型，并搭建了系统的仿真实验模型，设计了双闭环PID控制器来实现吊车系统的防摆和定位控制。针对常规PID控制器很难满足桥式吊车这类控制参数变化很大的复杂系统对控制精度的要求，设计了非线性PID控制器（即PID参数随误差的变化而变化），该控制方案可以消除系统静差，缩短系统响应时间，抗干扰能力较强。运用

2、增量型PID控制算法对PID控制策略进行了数字实现。本系统实现了吊车到达目的地吊钩不在摆动的目的，使所吊重物在到达指定地点时，摆角为零。从而避免了作业时，照成不必要的事故。关键词：桥式吊车；防摆；非线性PIDVAbstractGenerallyspeaking,theloadingefficiencyofcraneismainlyinfluencedbyswingofhangingobjects.Asanactivemethodforavoidingswing,electronicanti-swingisnotdependentonthedriver’sexperiencea

3、ndcancombineswing-decreasingwithmovement-controltoimprovetheefficiencyofcrane,andlightentheintensityofdrivers.Therefore,itwillbeusedwidelyforloadingofportandfactory.Inthisthesis,themathematicalmodeloftheoverheadcranemotionsystemisestablishedandthesimulationmodelisalsobuilt.Thetwoclosed-loop

4、PIDcontrollerisdesignedtoachievethecontrolofanti-swingandorientation.ComparingwiththecontrollingresultsofusingconventionalPIDalgorithmasacontrollerondifferentdisturbanceconditions,wecanfindthatitisdifficulttomeettheaccuracyrequirementsofthepracticaloperationofcranesystemwhichhaseasilyvariab

5、lecontrolparametersintheprocessofrunning.SowedesignthenonlinearPIDwhosevariableparameterschangewitherror.Theresultsofsimulationindicatethatthesteady-stateerrorcanbeeliminated,andtheresponsetimeofsystemcanbeshortened,inaddition,thedisturbancerejectionabilityofsystemcanbestrengthened.Then,wec

6、omplishthedigitalrealizationofPIDcontrolstrategywithincrementPIDcontrolalgorithm.Thissystemhasrealizedthecranehookisnotswingingthepurposeofarrivingatourdestination,makeliftingheavyweightsingottothedesignatedplace,pendulumAngleiszero.Avoidingthehomework,asintounnecessaryaccidents.KeyWords：Ov

7、erheadcrane；Anti-swing；NonlinearPIDV目录第1章绪论11.1课题的背景及意义11.2国内外研究现状21.3本文研究主要内容4第2章系统建模52.1问题的提出52.2建模机理52.3系统模型的建立6第3章方案论证103.1系统方案的论证103.2总体方案设计113.3传感器的选型113.4转换器的选型133.5单片机的选型153.6变频器的选型16第4章硬件电路设计174.1数据检测模块174.2滤波电路模块194.3转换电路204.4单片机最小系统204.5变频器调速模