动力锂电池组装配生产线控制系统的研究

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1、UNIVEI^fTYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE【Br：论文题目动力锂电池组装配生产线控制系统的研究专业学位类别___________工程硕士学号201222080603作者姓名张学______________指导教师黄大贵教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用

2、过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：jkkH期：卯/夕年6月^日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）如作年6月y日分类号密级注1UDC学位论文动力锂电池组装配生产线控制系统的研究（题名和副题名）张学（作者姓名）指导教师黄大贵教授电子科技大学成都（姓名、职

3、称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称机械工程提交论文日期2015.05.06论文答辩日期2015.05.10学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONCONTROLSYSTEMOFPRODUCTIONLINEFORPOWERLITHIUMBATTERYPACKAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:ZhangXueA

4、dvisor:ProfessorDaguiHuangSchool:SchoolofMechatronicsEngineeringofUESTC摘要摘要动力锂电池作为新能源汽车的核心部件，其装配过程目前大多停留在手工操作阶段，生产效率低下，失误率高，装配精度达不到要求，劳动强度大。这一系列问题都严重制约着新能源汽车的产能和成本。本课题依托深圳某新能源公司实际项目需求，开发一套动力锂电池装配生产线控制系统，能够一天24小时稳定可靠工作，实现动力锂电池组的自动化装配。该系统采用基于CAN总线的分布式控制系统，分为两个层次即工位现场控制层（下位机）和生产线管理层（上位机）。下位机系统各工位间既相互独

5、立，又协调工作，共同完成动力锂电池模组的装配任务；上位机系统则通过人机交互界面负责生产线以2分钟为一生产节拍同步运行，同时控制生产线系统的数据采集、分析，故障诊断、处理等。基于生产线控制系统的硬件平台，论文进行了若干关键技术的研究，具体工作如下：在动力锂电池组装配生产线运动控制策略问题上，首先，下位机各工位机械手采用交流位置伺服系统的模糊PID控制，该控制策略结合模糊控制灵活、适应性强及常规PID控制精度高的特点，共同提高控制系统的动、静态特性；其次，在装配过程中，为了让每个轴在启动或者停止时产生不必要的冲击、失步、振荡，对S型加减速曲线算法进行研究，克服了直线加减速算法的缺点，运行速度十分

6、平稳，柔性度极高，特别适合高速装配；最后，从联动的角度出发，采用八方向直线插补，在节约装配时间、提高效率的同时对给定轨迹的逼近也更加准确。在基于标准CAN总线的分布式控制系统中，当网络节点很多，负载很大时，CSMA/CD协议仅保证网络中高优先级报文的实时传送，而低优先级报文则在多次的竞争总线使用权的过程中失败，导致低优先级消息的传输产生不确定延时，甚至出现无法发送进而退出总线的现象。针对这一问题，着重研究了DMS算法和指数分区EDF算法，结合这两者算法的优点，提出一种混合调度算法，通过TrueTime进行仿真，结果表明该混合算法在保证控制系统网络实时性的基础上，不仅使系统具有较高的带宽利用率

7、，而且还降低了系统资源的消耗。论文最后采用模块化的编程思想，对生产线控制系统进行软件设计，通过软硬件的相互配合，目前整个系统处于正常运行的状态。关键词：生产线，控制系统，模糊PID，CAN，实时性IABSTRACTABSTRACTPowerlithiumbatteryisusedasacorecomponentofnewenergyvehicles,theassemblyprocessmostlyremain