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集装箱电动轨道小车控制技术的研究与实现
| 论文题名： | 集装箱电动轨道小车控制技术的研究与实现 |
| 关键词： | 集装箱自动化装卸;位置检测;精确定位;矢量控制;蠕滑速度;防滑控制 |
| 摘要： | 集装箱运输的快速发展要求集装箱码头有更高的装卸效率。为此，上海振华港机公司提出了一种新的集装箱自动化装卸方案，该方案取消了现有自动化装卸码头采用的通过AGV导航由内燃机驱动的水平运输方式，而将装卸过程完全置于立体轨道上由电驱动实现。不但高效、经济，而且节能、环保。 根据该方案，在岸边集装箱起重机和堆场集装箱起重机之间，铺设纵横交错的低架桥轨道和地面轨道。轨道上有三种电动小车：低架桥起重机小车、低架桥平板小车和地面轨道平板小车。依靠这三种小车的接力传递，完成集装箱在岸边和堆场之间的运输。为实现集装箱自动化装卸，要求小车能够自动运行并且精确定位。 本文根据电动平板小车的运行要求，对小车的控制技术进行了分析和研究。把小车系统看作是一个以PLC为核心，具备远程监控和位置实时检测功能，采用变频器矢量控制技术的运动控制系统。并依此控制系统进行了电气设计，结合PLC程序控制，最终实现了小车的自动运行和精确定位。 精确定位的前提是能够实时准确地检测小车位置信息。本文通过对现有的轨道机车位置检测技术及特点的分析和比较，提出编码电缆位移传感器技术适合于轨道小车的位置检测。 本文设计了小车的PLC程序，主要实现了两大功能。一个是按照小车和调度系统之间的应用协议，处理与调度系统之间的信息，并根据调度指令以及小车系统本身状况等条件，准确判断小车是否运行及运行的方向，给出小车运行的控制命令；另一个功能是根据运行命令、小车位置等信息给出期望转速。本文提出了一种根据实时位置信息确定转速给定的方法，并与另外两种通过理论计算得到的转速给定方法进行了分析比较，该方法能够根据小车实际运行情况的变化对速度给定做出实时修正，适合于小车精确定位的应用。 小车PLC将运行命令和转速给定输入变频器，采用变频器矢量控制技术调节电动机转速，从而调节小车的速度。由于采用了矢量控制，使交流调速具有良好的稳态性能和动态性能，为小车实现精确定位奠定了基础。 小车在实际运行中偶尔会出现定位不准，其原因在于电动机输出的制动力超过了轮轨间的最大粘着力而造成小车滑移。为避免这种情况，需要对小车进行防滑控制。通过研究现有的防滑控制方法，并根据小车运行特点，得出小车具备采用直接蠕滑速度法进行防滑控制的条件。本文根据直接蠕滑速度法，设计了小车防滑控制器，并在SIMULINK环境中建立了小车防滑控制系统，对控制器的控制效果做了动态仿真和分析，对小车防滑控制的有效性做出了理论验证。 |
| 作者： | 单磊 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 陈启军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学电子与信息工程学院 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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