挖泥船抓斗自動平挖電氣控制系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、本文在分析抓斗平挖力學(xué)及動力學(xué)模型基礎(chǔ)上，得出抓斗平挖時支持繩及開閉繩收放繩量關(guān)于時間的函數(shù)關(guān)系式，為實現(xiàn)大型抓斗式挖泥船的自動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，組成抓斗自動平挖試驗臺。通過前期抓斗在岸上挖取黃沙的實驗，設(shè)計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研制提供技術(shù)儲備。該試驗臺在抓斗挖掘時要求具有較高功能及性能的要求，使得試驗臺電氣控制部分的研究和設(shè)計是該

2、試驗臺能實現(xiàn)預(yù)期的功能及性能要求的重要保證。
　　 本文首先簡要介紹試驗臺組成及性能要求，并詳細(xì)分析了試驗臺主起升機構(gòu)的運行特點，將抓斗平挖控制系統(tǒng)看成是兩個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，變頻器作為電機調(diào)速裝置，將帶有專用VB程序軟件PC機作為上位監(jiān)控調(diào)試平臺的電氣控制方案。針對試驗臺的控制挖掘精度要求，系統(tǒng)采用高精度的光電編碼器對起升和開閉鋼絲繩進(jìn)行位置檢測。通過

3、DSP對鋼絲繩收放量理論值與現(xiàn)場檢測值進(jìn)行對比，將通過控制算法的計算結(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)動電機，電機帶動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，以保證抓斗在每個挖掘點的高速準(zhǔn)確定位，從而實現(xiàn)抓斗的自動平挖功能。
　　 本文針對抓斗平挖控制對象詳細(xì)設(shè)計了主起升機構(gòu)系統(tǒng)控制方案，系統(tǒng)硬件設(shè)計:起升及開閉電機的變頻驅(qū)動電氣圖、DSP控制器電路原理圖、PLC控