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基于DSP的起升机构位置控制系统的设计与实现
| 论文题名： | 基于DSP的起升机构位置控制系统的设计与实现 |
| 关键词： | 挖泥船;起升机构;位置控制系统;设计理论;数字信号处理 |
| 摘要： | 随着沿海经济建设的快速发展，水利防洪清淤、内河航道的疏浚、临海工业区的建设以及水利环境保护和改善等任务繁重，疏浚工程相当巨大。为了适应疏浚行业的广阔需求，高效化、大型化的抓斗式挖泥船的研发与制造越来越受到人们的重视。但是传统的挖泥船挖掘工作还主要依靠司机通过手柄操作抓斗这种作业方式。这种方式对司机的操作技术要求很高，容易受人为因素的影响如驾驶疲劳，挖掘过程易出现操作过头现象。为了提高疏浚作业设备利用率，改善疏浚工程质量，研究挖泥船智能挖掘控制技术具有理论意义和越来越大的实际推广应用价值。而挖泥船起升机构的位置控制是挖掘过程中的关键技术，其控制的好坏直接影响着疏浚工程的质量。 本文以抓斗式挖泥船的起升机构位置系统为研究对象，将挖泥船起升机构位置控制系统看成是一个高精度的交流位置伺服控制系统，提出了PLC作为系统指令控制器，DSP作为系统位置控制器，变频器作为电机调速装置，VB作为系统上位机监控软件的控制方案。 本文首先从抓斗挖掘机理出发，从理论模型上对挖泥船起升机构位置控制系统的智能控制算法作了相应研究，并通过MATLAB软件对PID算法和模糊PID算法进行仿真，对比仿真结果找出最佳控制算法方案。其次介绍起升机构位置控制系统的总体硬件设计方案，包括起升机构电气设计和位置控制器的硬件设计，然后对系统各个功能模块进行了详细设计，最后根据挖泥船起升机构位置控制系统的功能特点设计了位置控制器的硬件原理图，搭建了位置控制器的硬件平台。同时在硬件平台的基础上，根据位置控制系统的运行流程，设计了系统的总体软件构架，并完成位置控制器各模块驱动程序设计。随后根据系统用户要求设计了系统的上位机监控软件，包括PC-PLC串口通信界面、DSP-PC网口数据显示界面、挖泥机故障检测系统等，方便调试和监控。最后在武汉理工大学物流学院海上挖泥船路基试验平台测试研究成果，验证了设计方案的可行性，为新型智能化大型抓斗挖泥样机的研制提供理论基础。 |
| 作者： | 刘江陵 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 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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