本文關鍵詞：一種智能力矩限制器的設計與研究

  更多相關文章： 智能塔機 力矩限制器 Q-R曲線 回歸分析 能量消耗 防碰撞

【摘要】：塔式起重機是城市化建設中不可或缺的工具，其中安全承載和防碰撞是塔機安全關注的主要問題。安全承載主要依靠塔機力矩限制器實現，而力矩限制器則存在預置鎖死點離散分布，散點之間承載能力模糊的問題。防碰撞主要依靠根據現場情況對塔機吊臂和掛鉤進行活動區(qū)域限制來實現，大大影響了工作效率。因此，本文結合實際項目對以上兩個問題進行研究并提出解決方案，做了如下幾步工作： 研究了國內外塔機力矩限制器的研究背景及現狀，，提出基于回歸分析法的Q-R曲線軟件擬合算法，實現了對實際Q-R曲線的高精度預測。將現有載重數據散點圖進行了分段式拆分，并針對各個部分的特點進行了相關曲線擬合工作，對其進行了可信度測評，證實相關擬合工作達到了設計要求。 提出一種基于能量消耗最優(yōu)的塔機與障礙物之間防碰撞的解決方案�；诙噙呅谓Ｕ系K避讓法，以實際操作為指導，在盡量不影響后續(xù)操作并盡可能的節(jié)約能量消耗的前提下，提出建立避讓緩沖區(qū)，針對不同的后續(xù)操作與障礙位置情況，確定避讓方法。 基于回歸分析法對Q-R曲線進行擬合，以及基于能量消耗最優(yōu)防碰撞算法，設計了基于C8051F330的智能力矩限制器，實現了對塔機Q-R曲線擬合、載荷管理及防碰撞功能。對軟硬件系統進行綜合調試與測試表明：該系統對塔機的實際承載能力實現了精確管理，提高了塔機的安全性；系統防碰撞機制運轉正常，實現了能量消耗最優(yōu)的防碰撞的設計要求。
【關鍵詞】：智能塔機 力矩限制器 Q-R曲線 回歸分析 能量消耗 防碰撞
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH213.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-14
• 1.1.1 塔式起重機簡介10-11
• 1.1.2 力矩限制器概述11
• 1.1.3 國外研究現狀11-12
• 1.1.4 國內研究現狀12-14
• 1.2 本文研究的目的和意義14
• 1.3 本論文塔機力矩限制器設計思路14
• 1.4 本文主要內容和結構14-16
• 第二章 相關問題與分析16-36
• 2.1 塔機 Q-R 曲線問題與分析16-22
• 2.1.1 回歸分析的理論基礎16-18
• 2.1.2 最小二乘法的基本原理18-19
• 2.1.3 模型線性部分參數的估計19-20
• 2.1.4 修正回歸方程系數擬合法的原理20-21
• 2.1.5 非線性部分的擬合21-22
• 2.1.6 非線性回歸存在的不足22
• 2.2 改進的回歸分析算法22-26
• 2.3 防碰撞系統算法研究26-35
• 2.3.1 現有問題26
• 2.3.2 碰撞情況分析26-27
• 2.3.3 防碰撞方法的提出27-30
• 2.3.4 避讓策略選擇30-32
• 2.3.5 避讓路徑標定與計算32-35
• 2.4 本章小結35-36
• 第三章 系統總體架構設計36-40
• 3.1 系統的功能需求36
• 3.2 方案選取與對比分析36-39
• 3.2.1 CPU 處理器36-37
• 3.2.2 力臂測量與采集37-38
• 3.2.3 無線通信模塊38
• 3.2.4 黑匣子模塊38
• 3.2.5 上位機通信模塊38-39
• 3.3 本章小結39-40
• 第四章 系統硬件電路設計40-50
• 4.1 主控芯片選型40-43
• 4.1.1 CIP-51TM 內核40
• 4.1.2 JTAG 調試和邊界掃描40-41
• 4.1.3 可編程數字 I/O 和交叉開關41
• 4.1.4 串行端口41
• 4.1.5 C8051f330 系統概述41
• 4.1.6 主控模塊的設計41-43
• 4.2 C2 接口模塊43-44
• 4.2.1 C2 接口功能介紹43-44
• 4.2.2 C2 接口模塊設計44
• 4.3 顯示面板電路44-45
• 4.3.1 液晶顯示模塊介紹44-45
• 4.3.2 液晶顯示電路設計45
• 4.4 無線通信電路45-46
• 4.4.1 無線模塊介紹45-46
• 4.4.2 無線通信電路設計46
• 4.5 壓力信號采集電路46-47
• 4.5.1 傳感器原理及采集電路分析46-47
• 4.5.2 放大電路設計47
• 4.6 “黑匣子”設計47-48
• 4.7 串口通信模塊48-49
• 4.7.1 PL2303 使用介紹48
• 4.7.2 串口通信電路設計48-49
• 4.8 本章小結49-50
• 第五章 智能力矩限制器軟件設計50-64
• 5.1 開發(fā)工具介紹50
• 5.1.1 單片機軟件開發(fā)調試工具50
• 5.1.2 上位機軟件開發(fā)調試工具 VB6.0 簡介50
• 5.2 多點數據采集與處理模塊程序設計50-55
• 5.2.1 多點數據采集與處理模塊程序流程圖50-54
• 5.2.2 壓力信號采集程序設計54-55
• 5.2.3 無線發(fā)送程序設計55
• 5.3 遠程監(jiān)控模塊程序設計55-60
• 5.3.1 遠程監(jiān)控模塊程序設計流程圖55-56
• 5.3.2 數據顯示程序設計56
• 5.3.3 24C02 即黑匣子程序設計56-57
• 5.3.4 無線發(fā)送程序設計57-58
• 5.3.5 上位機程序設計58-59
• 5.3.6 上位機功能說明59-60
• 5.4 防碰撞數據采集的設計60-63
• 5.4.1 數據采集模塊結構設計60-61
• 5.4.2 防碰撞處理模塊詳細設計61-63
• 5.4 本章小結63-64
• 第六章 實驗仿真與對比64-69
• 6.1 幾種常用力矩限制器的仿真與對比64-65
• 6.2 智能避讓軟件測試結果65-68
• 6.3 本章小結68-69
• 第七章 總結與展望69-70
• 7.1 全文總結69
• 7.2 下一步工作的展望69-70
• 參考文獻70-72
• 致謝72-73
• 附錄（碩士期間參與的科研項目）73

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本文編號：1093962