论文部分内容阅读
桥式吊车是一种被广泛应用于工业生产的物料搬运设备。目前吊车的主要控制方式是人工操作，搬运效率较低，并且由于多数场合下对吊车的控制精度要求不高，吊车的自动化程度一直处于较低水平。随着工业的进步和一些相关行业的发展，高精度桥式吊车的需求越来越高，因此本课题组根据现有技术积累，拟开发一套安全高效的自动桥式吊车样机。基于此，本论文将设计一种硬件控制系统，以满足此吊车样机的硬件控制需求。 论文首先根据系统样机的性能要求，对传统桥式吊车平台进行研究，设计了相应的硬件控制系统，它主要包括控制电路和外围模块两部分。本文简要介绍桥式吊车平台的机械和电气结构，详细阐述硬件控制系统的组成和功能，设计相应的控制电路并选择合适的外围模块。 然后，本文对硬件控制系统的通信架构进行说明，并详细介绍硬件控制系统的通信协议。在此基础上，本文设计了DSP控制程序并完善了FPGA相关程序，完成硬件控制系统的软件设计，为后续的实际应用奠定基础。 接着，本文通过反复测试吊车的电机控制性能，着重讨论电机特性对吊车控制的影响，为控制算法的选取和改进提供依据。简要介绍选取的轨迹规划算法，并对改进后的五段式轨迹规划算法及其流程进行说明。 最后，论文对硬件控制系统的集成、调试工作进行了说明，对本文算法的实际应用效果进行详细叙述。本文利用升降方向的编码器对吊绳长度进行标定，从而确定实际应用时的吊绳长度，满足了控制算法的要求。论文根据吊车样机的相关要求给出吊车系统的性能参数，并将本文算法的控制效果与PI算法进行比较，结果表明本文采用的五段式加速度轨迹规划方法更加高效准确。实际应用效果表明，通过对吊车的自动控制，本文设计的硬件控制系统提高了吊车的工作效率和定位精度，具有良好的应用价值。