基于分布式系統(tǒng)的鐵路長(zhǎng)軌群吊測(cè)控技術(shù)研究.pdf

1、鋼軌是鐵路的基本組成部分。為了提高鋪軌工效，一般由焊軌廠焊接成500米的長(zhǎng)軌運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。因而長(zhǎng)軌的裝卸調(diào)運(yùn)工作也是生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。目前我國(guó)現(xiàn)有長(zhǎng)軌吊裝的設(shè)備和控制方法還比較落后，不僅耗費(fèi)人力，安全性也不是很高，使得長(zhǎng)軌群吊的控制技術(shù)成為了無縫鐵路發(fā)展建設(shè)中的“瓶頸”。
　　 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，給生產(chǎn)過程自動(dòng)化的發(fā)展帶來了深遠(yuǎn)的影響。工業(yè)控制系統(tǒng)已經(jīng)從常規(guī)的機(jī)電邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到了PLC，嵌入式處理器和分布式控制

2、系統(tǒng)，在基礎(chǔ)過程管理級(jí)普遍采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，使得工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)入到計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)時(shí)代。
　　 本課題深入分析了國(guó)內(nèi)焊軌廠現(xiàn)有的長(zhǎng)軌群吊配置現(xiàn)狀，以具有安全、高效，穩(wěn)定等特點(diǎn)和具有較強(qiáng)擴(kuò)展能力的測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為目的，開發(fā)了基于PC機(jī)控制中心，通過網(wǎng)絡(luò)控制龍門吊車協(xié)同裝卸500m長(zhǎng)軌的分布式系統(tǒng)。同時(shí)通過數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)計(jì)分析長(zhǎng)軌生產(chǎn)情況，以便制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃。
　　 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本課題主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作：

3、　　 1、針對(duì)龍門吊車物理模型，采用拉格朗日方程的方法建立了動(dòng)力學(xué)模型，完成了簡(jiǎn)化條件下的線性化，得到系統(tǒng)狀態(tài)空間模型，并建立一個(gè)吊裝系統(tǒng)的模糊控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)防擺控制。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明，該控制方法能夠使單個(gè)龍門吊車擺角迅速衰減。
　　 2、研究分析了格雷母線通信定位裝置，給出了基于分布式的長(zhǎng)軌群吊測(cè)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和各功能模塊。實(shí)現(xiàn)了基于STM32F103RB嵌入式處理器與固件網(wǎng)絡(luò)芯片W5100的硬件連接，并編寫了W5100在

4、TCP客戶端模式下的驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)嵌入式處理器與PC機(jī)之間網(wǎng)絡(luò)通信功能。
　　 3、通過卡爾曼濾波對(duì)軌位信息進(jìn)行處理，提取信息，繪制出相應(yīng)的軌位圖。通過系統(tǒng)的需求分析，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)。進(jìn)行上位機(jī)PC端的軟件開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)接收、解析，用戶登錄、控制，數(shù)據(jù)查詢分析、統(tǒng)計(jì)等功能。
　　 4、學(xué)習(xí)分析了GPS和NTP兩種校時(shí)方法，給出了一種基于GPS授時(shí)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)軌群吊同步的方案，對(duì)長(zhǎng)軌群吊的同步問題進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)