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动力锂电池组装配生产线控制系统的研究
| 论文题名： | 动力锂电池组装配生产线控制系统的研究 |
| 关键词： | 动力锂电池;组装配生产线;控制系统;CAN总线;新能源汽车 |
| 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，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。 |
| 作者： | 张学 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 黄大贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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