挖泥船抓斗自動(dòng)平挖電氣控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、本文在分析抓斗平挖力學(xué)及動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上，得出抓斗平挖時(shí)支持繩及開閉繩收放繩量關(guān)于時(shí)間的函數(shù)關(guān)系式，為實(shí)現(xiàn)大型抓斗式挖泥船的自動(dòng)平挖功能提供理論研究依據(jù)。結(jié)合武漢理工大學(xué)物流學(xué)院院內(nèi)2t固定吊電氣系統(tǒng)改造及設(shè)計(jì)，組成抓斗自動(dòng)平挖試驗(yàn)臺(tái)。通過前期抓斗在岸上挖取黃沙的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)和完善抓斗平挖控制系統(tǒng)，為后期新型智能化大型抓斗式挖泥船樣機(jī)研制提供技術(shù)儲(chǔ)備。該試驗(yàn)臺(tái)在抓斗挖掘時(shí)要求具有較高功能及性能的要求，使得試驗(yàn)臺(tái)電氣控制部分的研究和設(shè)計(jì)是該

2、試驗(yàn)臺(tái)能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能及性能要求的重要保證。
　　 本文首先簡(jiǎn)要介紹試驗(yàn)臺(tái)組成及性能要求，并詳細(xì)分析了試驗(yàn)臺(tái)主起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)行特點(diǎn)，將抓斗平挖控制系統(tǒng)看成是兩個(gè)高精度的交流位置伺服控制系統(tǒng)。從而提出了以DSP作為抓斗平挖控制器，PLC作為系統(tǒng)指令控制器，變頻器作為電機(jī)調(diào)速裝置，將帶有專用VB程序軟件PC機(jī)作為上位監(jiān)控調(diào)試平臺(tái)的電氣控制方案。針對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的控制挖掘精度要求，系統(tǒng)采用高精度的光電編碼器對(duì)起升和開閉鋼絲繩進(jìn)行位置檢測(cè)。通過

3、DSP對(duì)鋼絲繩收放量理論值與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，將通過控制算法的計(jì)算結(jié)果以RS232通信方式傳給PLC。PLC根據(jù)結(jié)果控制變頻器，變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)卷筒使抓斗的支持與開閉鋼絲繩收放量嚴(yán)格快速跟隨抓斗平挖的理論給定量，以保證抓斗在每個(gè)挖掘點(diǎn)的高速準(zhǔn)確定位，從而實(shí)現(xiàn)抓斗的自動(dòng)平挖功能。
　　 本文針對(duì)抓斗平挖控制對(duì)象詳細(xì)設(shè)計(jì)了主起升機(jī)構(gòu)系統(tǒng)控制方案，系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì):起升及開閉電機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)電氣圖、DSP控制器電路原理圖、PLC控