發(fā)布時(shí)間：2017-05-08 15:15

  本文關(guān)鍵詞：基于遠(yuǎn)程虛擬監(jiān)控的數(shù)控起重機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著核電事業(yè)的高速發(fā)展,核電站在提供給人類巨大能源的同時(shí)也帶來(lái)了許多問(wèn)題,其中最重要的問(wèn)題之一就是如何處理核電站產(chǎn)生的大量核廢料。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用于核廢料處理的吊運(yùn)設(shè)備主要還是進(jìn)口的核廢料起重機(jī),存在價(jià)格昂貴,維修保養(yǎng)不方便等問(wèn)題,而國(guó)內(nèi)對(duì)該設(shè)備的研究還處于起步階段,因此,研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)化核廢料數(shù)控起重機(jī)就具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文針對(duì)核廢料起重機(jī)的工作要求,參考現(xiàn)有核廢料起重機(jī)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和核廢料吊運(yùn)的工藝流程,提出了核廢料數(shù)控起重機(jī)控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案,包括硬件方案和軟件方案；在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件控制單元,包括伺服系統(tǒng)、可編程控制器和傳感器等,并進(jìn)行了相應(yīng)單元的硬件選型；針對(duì)核廢料起重機(jī)的高定位精度要求,綜合采用基于虛擬軸的多電機(jī)同步算法和離散PID算法,滿足定位精度要求；為了減小吊重?cái)[動(dòng),提高核廢料起重機(jī)運(yùn)行的安全性,在分析國(guó)內(nèi)外防擺算法的基礎(chǔ)上,本文提出了一種模糊變論域自適應(yīng)防擺算法,解決了傳統(tǒng)模糊防擺算法參數(shù)設(shè)置的難題,簡(jiǎn)化了解耦方法和控制器結(jié)構(gòu)；針對(duì)核廢料起重機(jī)高可靠性作業(yè)的特點(diǎn),本文將容錯(cuò)控制與基于故障樹的故障診斷法相結(jié)合,采用主動(dòng)容錯(cuò)法,通過(guò)硬件冗余和軟件冗余實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)。 同時(shí)本文還研究了基于Kinect的核廢料數(shù)控起重機(jī)遠(yuǎn)程操作技術(shù)。參考起重機(jī)操作規(guī)范,將操作員動(dòng)作劃分為靜態(tài)手勢(shì)和動(dòng)態(tài)手勢(shì),并建立相關(guān)動(dòng)作庫(kù),通過(guò)Kinect檢測(cè)識(shí)別操作員手勢(shì)并控制虛擬監(jiān)控模塊的運(yùn)行,通過(guò)模板匹配法識(shí)別靜態(tài)手勢(shì),通過(guò)動(dòng)態(tài)幀分析識(shí)別動(dòng)態(tài)手勢(shì)。 最后,通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)室搭建的樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)所得各類數(shù)據(jù)和波形進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性,并對(duì)核廢料起重機(jī)的下一步研制有著一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：核廢料數(shù)控起重機(jī) 精確定位 容錯(cuò)控制 自適應(yīng)模糊控制 Kinect
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH218;TP277
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題研究意義11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 核廢料起重機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀11-15
• 1.2.2 起重機(jī)防擺技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 起重機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容18-19
• 第2章 核廢料數(shù)控起重機(jī)的總體分析和設(shè)計(jì)19-33
• 2.1 作業(yè)環(huán)境19
• 2.2 作業(yè)流程分析19-21
• 2.2.1 手動(dòng)控制操作19-20
• 2.2.2 自動(dòng)出入庫(kù)操作20-21
• 2.3 核廢料起重機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)21-22
• 2.4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)22-23
• 2.4.1 控制系統(tǒng)性能參數(shù)要求22
• 2.4.2 控制系統(tǒng)性能指標(biāo)22-23
• 2.5 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)23-24
• 2.6 控制系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)24-28
• 2.6.1 控制系統(tǒng)硬件框架24-25
• 2.6.2 可編程控制器選型設(shè)計(jì)25-26
• 2.6.3 交流伺服控制系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)26
• 2.6.4 定位傳感器選型設(shè)計(jì)26-28
• 2.7 控制系統(tǒng)軟件方案設(shè)計(jì)28-32
• 2.7.1 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架28-30
• 2.7.2 軟件系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)30-32
• 2.8 本章小結(jié)32-33
• 第3章 核廢料數(shù)控起重機(jī)控制算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)33-70
• 3.1 起重機(jī)精確定位33-41
• 3.1.1 多電機(jī)同步控制33-37
• 3.1.2 加減速策略37-41
• 3.2 起重機(jī)的自適應(yīng)變論域模糊防擺控制算法41-56
• 3.2.1 模糊控制理論41-42
• 3.2.2 變論域自適應(yīng)模糊控制理論42-43
• 3.2.3 起重機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的建立與分析43-47
• 3.2.4 模糊防擺控制器設(shè)計(jì)47-49
• 3.2.5 伸縮因子設(shè)計(jì)49-51
• 3.2.6 自適應(yīng)變論域模糊防擺控制器結(jié)構(gòu)51
• 3.2.7 核廢料數(shù)控起重機(jī)智能防擺算法仿真分析51-56
• 3.3 控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)56-68
• 3.3.1 控制系統(tǒng)故障樹的建立及分析57-60
• 3.3.2 控制系統(tǒng)硬件冗余設(shè)計(jì)及故障檢測(cè)60-67
• 3.3.3 控制系統(tǒng)軟件冗余設(shè)計(jì)67-68
• 3.4 控制系統(tǒng)通訊接口68
• 3.5 本章小結(jié)68-70
• 第4章 基于Kinect的核廢料起重機(jī)遠(yuǎn)程操作技術(shù)70-80
• 4.1 Kinect的組成結(jié)構(gòu)及成像模型70-72
• 4.1.1 基于Lighting Code的深度相機(jī)成像模型71-72
• 4.1.2 骨骼跟蹤72
• 4.2 起重機(jī)指揮動(dòng)作分類72-74
• 4.3 基于視覺的起重機(jī)操作手勢(shì)識(shí)別流程74
• 4.4 起重機(jī)操作員靜態(tài)手勢(shì)識(shí)別74-76
• 4.5 起重機(jī)操作員動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別76-79
• 4.5.1 操作員動(dòng)態(tài)手勢(shì)前處理76-78
• 4.5.2 操作員動(dòng)態(tài)幀分析手勢(shì)識(shí)別算法78-79
• 4.6 通訊接口79
• 4.7 本章小結(jié)79-80
• 第5章 核廢料數(shù)控起重機(jī)運(yùn)行與測(cè)試80-88
• 5.1 核廢料數(shù)控起重機(jī)控制系統(tǒng)功能測(cè)試80-84
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)結(jié)構(gòu)80-81
• 5.1.2 出/入庫(kù)測(cè)試81-83
• 5.1.3 故障檢測(cè)測(cè)試83-84
• 5.2 基于Kinect的核廢料數(shù)控起重機(jī)遠(yuǎn)程操作實(shí)驗(yàn)84-86
• 5.3 本章小結(jié)86-88
• 總結(jié)與展望88-90
• 1 總結(jié)88-89
• 2 展望89-90
• 致謝90-91
• 參考文獻(xiàn)91-97
• 攻讀碩士期間作者的科研成果97

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：351378