堆垛機(jī)定位控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

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1、：ＴＨ１２１３．２公開中圖分類號(hào)密級(jí)：ＵＤＣ：：本校編號(hào)碩±學(xué)位論文論目：堆琢機(jī)定位控制系絳的研究與應(yīng)用＇研究生姓名．０２１３０７２４：劉付超學(xué)奇學(xué)校指導(dǎo)教師姓名：郭佑民職稱：教授工才減電子巧呈申請(qǐng)學(xué)位等級(jí)：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(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研巧成？果，除了文中特別加Ｗ標(biāo)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(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用這的材料。

2、與我一同工作的同志對(duì)本研巧所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：丈Ｍ去定星簽字曰期年參月＾２＾曰學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解蘭州巧通太學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)蘭州巧通大學(xué)可１＾將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編供查閣和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名；：礎(chǔ)權(quán)導(dǎo)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(xué)位

3、論文堆垛機(jī)定位控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用TheResearchandApplicationofStorage/RetrievalMachinePositioningControlSystem作者姓名：劉付超學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械電子工程學(xué)號(hào)：02130724指導(dǎo)教師：郭佑民教授完成日期：2016年5月蘭州交通大學(xué)LanzhouJiaotongUniversity蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉庫的核心運(yùn)行設(shè)備，大容量高效率的立體倉庫對(duì)堆垛機(jī)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和快速性的要求非常高。堆垛機(jī)在X、Y、Z三個(gè)方向的運(yùn)行速度、平穩(wěn)性及機(jī)械部分設(shè)計(jì)制造的成本決定了倉庫的運(yùn)行效率和成本，而堆垛機(jī)

4、的運(yùn)行效率主要由定位控制系統(tǒng)決定。所以，研究堆垛機(jī)的定位控制系統(tǒng)具有重要的實(shí)際意義。堆垛機(jī)的定位控制，涉及到了貨位定位認(rèn)址檢測(cè)技術(shù)、電機(jī)運(yùn)行控制技術(shù)、PLC控制技術(shù)、柔性材料彈性件的擺動(dòng)控制技術(shù)、以及制動(dòng)停止的精確定位控制等技術(shù)的應(yīng)用。論文主要針對(duì)堆垛機(jī)定位控制中的立柱擺動(dòng)及水平行走機(jī)構(gòu)定位問題，采用理論建模、設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制策略并進(jìn)行仿真分析的研究方法，從建立立柱動(dòng)態(tài)模型及機(jī)電系統(tǒng)各部分模型、立柱擺動(dòng)抑制控制和精確定位控制三個(gè)方面進(jìn)行了深入研究。首先，分析了堆垛機(jī)在X、Y、Z三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的定位控制原理及組成元件的特點(diǎn)，明確了控制對(duì)象及影響堆垛機(jī)定位精度的因素，如定位過程中立柱擺動(dòng)、堆

5、垛機(jī)大慣量特性、傳感器噪聲及高運(yùn)行速度等。設(shè)計(jì)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(yīng)性作為判別定位控制系統(tǒng)優(yōu)劣的關(guān)鍵性能指標(biāo)。建立了堆垛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)模型、伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)模型。通過對(duì)堆垛機(jī)立柱進(jìn)行簡化，根據(jù)歐拉-伯努利懸臂梁理論，得到了堆垛機(jī)制動(dòng)停止時(shí)立柱擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。其次，通過設(shè)計(jì)堆垛機(jī)精確快速定位的控制策略，使堆垛機(jī)在定位精度、快速響應(yīng)和穩(wěn)定性方面具有良好的性能。一方面，根據(jù)堆垛機(jī)立柱擺動(dòng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于輸入整形技術(shù)的立柱擺動(dòng)抑制控制器，使堆垛機(jī)定位停止時(shí)立柱能快速的停止下來；另一方面，設(shè)計(jì)二自由度結(jié)構(gòu)的控制器使堆垛機(jī)在水平行走方向精

6、確定位。之后將兩控制模塊結(jié)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(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證控制器的有效性。最后，論文從堆垛機(jī)硬件和軟件設(shè)計(jì)方面分析了堆垛機(jī)定位控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法。應(yīng)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(rèn)址方式；與交流伺服系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)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(yàn)證結(jié)果來看，該方法有效改善了堆垛機(jī)的控制性能，為以后設(shè)計(jì)堆垛機(jī)控制系統(tǒng)提供了重要參考。關(guān)鍵詞：堆垛機(jī)；定位控制；擺動(dòng)控制；認(rèn)址檢測(cè)技術(shù)論文類型：應(yīng)用研究-I-堆垛機(jī)定位控制系統(tǒng)

7、的研究與應(yīng)用AbstractStorage/retrievalmachineisthecoreoperatingequipmentofautomatedwarehouse.ThewarehousewhichislargecapacityandhighefficiencyrequiresthatStorage/retrievalmachineshaveanfurtherimprovementinrequirementsofreliable,economica