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基于DSP和CAN总线的平挖控制器的研究与设计
| 论文题名： | 基于DSP和CAN总线的平挖控制器的研究与设计 |
| 关键词： | 挖泥船;平挖控制器;设计理论;数字信号处理;控制器局域网络总线 |
| 摘要： | 本文在分析抓斗平挖时支撑绳和开闭绳收放绳量对于时间的函数关系式的基础上，实现了基于DSP和CAN总线的抓斗挖泥船的自动平挖控制系统。 通过对武汉理工大学物流学院院内的固定吊的改造和设计，完成了自动抓斗平挖试验平台。经过前期在岸上抓取黄沙的试验，设计并实现了基于DSP和CAN总线的平挖控制系统，这为后期研制智能化的大型新型海上抓斗挖泥船提供了技术支持。 本文首先介绍了我国在建设海底天然气管道以及桥墩等基础设施方面的需求越来越大，而这些都要求海底有较高的平整度，但是在我国具有平挖功能的抓斗式挖泥船发展的十分缓慢，因此设计新型抓斗式挖泥船是非常有必要的，然后阐述了从三个方面进行设计和完善。其中本文重点介绍了分布式控制和信息采集系统在抓斗式挖泥船上的应用。考虑到海上恶劣的环境以及海中洋流等外界干扰的存在，分布式控制不仅能够提高系统的实时性能而且能够使用更加智能的算法，这些都对系统起到了干扰补偿的作用。同时针对干扰因素，系统需要采用更多的传感器进行检测，从而提出要以CAN总线对各种传感器进行组网。由于传感器使用了RS232/485接口，因此需要设计协议转换器对传感器的输出数据进行协议转换。最后本文详细设计了分布式控制系统中的平挖控制器，该平挖控制器主要用在前期的试验中。虽然该平挖控制器的软件程序算法部分没有考虑海上的干扰因素，但是由于它采用了模块化编程设计，因此在后期设计中只需将具有干扰补偿的算法模块替换现有的就可以直接使用。 本文最后一章首先对平挖控制器的CAN通信模块的程序进行了设计，并做了实物仿真，验证了其可行性。然后设计了平挖控制器的平挖功能程序，并结合武汉理工大学物流学院的抓斗试验平台对其进行了测试，经过对参数的多次整定，系统可以达到稳定运行，验证了其方案的可行性。最后根据实时检测的支撑绳和开闭绳的反馈值绘制了它们的轨迹曲线，在后期海上项目运行调试过程中可以根据这些轨迹曲线来对给定值进行修正。 |
| 作者： | 余龙 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 李志宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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