堆垛機定位控制系統(tǒng)的研究與應用

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1、：ＴＨ１２１３．２公開中圖分類號密級：ＵＤＣ：：本校編號碩±學位論文論目：堆琢機定位控制系絳的研究與應用＇研究生姓名．０２１３０７２４：劉付超學奇學校指導教師姓名：郭佑民職稱：教授工才減電子巧呈申請學位等級：專業(yè)：２０１６年５月５日論文答辯２０１６年６月６日：日期論文提交日期：獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作和取得的研巧成？果，除了文中特別加Ｗ標注和致謝之處外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含獲得蘭排交通大學或其他教育機構的學位或證書而使用這的材料。

2、與我一同工作的同志對本研巧所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文作者簽名：丈Ｍ去定星簽字曰期年參月＾２＾曰學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解蘭州巧通太學有關保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權蘭州巧通大學可１＾將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編供查閣和借閱。同意學校向國家有關部口或機構送交論文的復印件和磁盤。（保密的學位論文在解密后適用本授權說明）學位論文作者簽名；：礎權導師簽名著從良／？簽字日期：？：月又Ｚ舊簽字日２。（日興化年期成年月碩士學位

3、論文堆垛機定位控制系統(tǒng)的研究與應用TheResearchandApplicationofStorage/RetrievalMachinePositioningControlSystem作者姓名：劉付超學科、專業(yè)：機械電子工程學號：02130724指導教師：郭佑民教授完成日期：2016年5月蘭州交通大學LanzhouJiaotongUniversity蘭州交通大學碩士學位論文摘要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(jīng)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

4、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

5、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(qū)動器的驅(qū)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

6、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通信方式及條碼定位的精確認址方式；與交流伺服系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)組成了雙位置環(huán)的高精度定位控制系統(tǒng)。從仿真驗證結果來看，該方法有效改善了堆垛機的控制性能，為以后設計堆垛機控制系統(tǒng)提供了重要參考。關鍵詞：堆垛機；定位控制；擺動控制；認址檢測技術論文類型：應用研究-I-堆垛機定位控制系統(tǒng)

7、的研究與應用AbstractStorage/retrievalmachineisthecoreoperatingequipmentofautomatedwarehouse.ThewarehousewhichislargecapacityandhighefficiencyrequiresthatStorage/retrievalmachineshaveanfurtherimprovementinrequirementsofreliable,economica