堆垛機定位控制系統(tǒng)的研究與應用.pdf

1、堆垛機是自動化立體倉庫的核心運行設備，大容量高效率的立體倉庫對堆垛機的可靠性、經濟性和快速性的要求非常高。堆垛機在X、Y、Z三個方向的運行速度、平穩(wěn)性及機械部分設計制造的成本決定了倉庫的運行效率和成本，而堆垛機的運行效率主要由定位控制系統(tǒng)決定。所以，研究堆垛機的定位控制系統(tǒng)具有重要的實際意義。
　　堆垛機的定位控制，涉及到了貨位定位認址檢測技術、電機運行控制技術、PLC控制技術、柔性材料彈性件的擺動控制技術、以及制動停止的精確定位

2、控制等技術的應用。論文主要針對堆垛機定位控制中的立柱擺動及水平行走機構定位問題，采用理論建模、設計相應的控制策略并進行仿真分析的研究方法，從建立立柱動態(tài)模型及機電系統(tǒng)各部分模型、立柱擺動抑制控制和精確定位控制三個方面進行了深入研究。
　　首先，分析了堆垛機在X、Y、Z三個方向運動的定位控制原理及組成元件的特點，明確了控制對象及影響堆垛機定位精度的因素，如定位過程中立柱擺動、堆垛機大慣量特性、傳感器噪聲及高運行速度等。設計了基于雙位

3、置環(huán)的二分步定位控制方式，并把定位精度和快速響應性作為判別定位控制系統(tǒng)優(yōu)劣的關鍵性能指標。建立了堆垛機機電系統(tǒng)機械傳動模型、伺服電機和驅動器的驅動模型。通過對堆垛機立柱進行簡化，根據(jù)歐拉-伯努利懸臂梁理論，得到了堆垛機制動停止時立柱擺動的運動學和動力學模型。
　　其次，通過設計堆垛機精確快速定位的控制策略，使堆垛機在定位精度、快速響應和穩(wěn)定性方面具有良好的性能。一方面，根據(jù)堆垛機立柱擺動的特點，設計了基于輸入整形技術的立柱擺動抑制

4、控制器，使堆垛機定位停止時立柱能快速的停止下來；另一方面，設計二自由度結構的控制器使堆垛機在水平行走方向精確定位。之后將兩控制模塊結合在一起，確定最終的控制方案。借助Matlab軟件建立控制器的Simulink模型，得到仿真曲線，并對仿真結果進行對比分析，驗證控制器的有效性。
　　最后，論文從堆垛機硬件和軟件設計方面分析了堆垛機定位控制系統(tǒng)的應用方法。應用系統(tǒng)以PLC為控制核心，采用精確定位控制算法、profibus通信方式及條碼