龙门起重机虚拟仿真系统建模开发

发布时间：2017-04-10 08:07

  本文关键词：龙门起重机虚拟仿真系统建模开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：社会飞速发展，建筑，运输，起重，资源开采行业都离不开龙门起重机的参与，目前市场上采用的起重机大部分为手动控制、少部分能够实现半自动控制，而国际上龙门起重机的正在向大型化、多功能化、自动化的方向发展。同时也考虑到大型堆场、码头的工作环境一般较差，加强自动化程度，也可以使操作工避免在环境恶劣的条件下工作。然而实现龙门起重机单机自动化操作，必须在计算机技术、微电子技术、液压技术、控制技术的综合应用的前提下才能实现。而针对单体龙门起重机开发一款仿真软件作为被控对象，用于对控制效果进行试验以及控制程序编写进行培训，在龙门起重机全自动化的进程中是必不可少的一个步骤。 为了达到上述要求，本文遵循物理模型、系统模型、仿真模型的建模仿真思路，分别建立了龙门起重机各部分数学模型、整体系统模型、面向对象仿真模型，最后开发了一类龙门起重机虚拟仿真对象，作为被控对象辅助实现龙门起重机控制程序的设计、实施、验证。 本文首先研究龙门起重机这一特殊的仿真对象特征，确定龙门起重机仿真对象数学模型的主要研究目标，并根据仿真应用需求，针对主要研究目标分别进行不同粒度的模型研究。 其次，采用面向对象技术建立龙门起重机对象仿真模型，使所建立的仿真对象结构清晰、层次分明、易于扩展和维护。 再次，在建立上述系统模型的基础上，采用多种开发平台结合的开发方法实现龙门起重机对象虚拟仿真系统。最后以所开发的虚拟仿真对象为被控对象，设计完成控制程序，在外部控制器上实现对龙门起重机各运行机构的控制，，验证了仿真系统作为被控对象的有效性。
【关键词】：龙门起重机 虚拟仿真 数学模型
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH213.5;TP391.9
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 龙门起重机概述14-19
• 1.1.1 龙门起重机组成14-16
• 1.1.2 龙门起重机发展概述16-17
• 1.1.3 龙门起重机仿真概述17-19
• 1.1.4 龙门起重机控制概述19
• 1.2 课题研究背景及意义19-20
• 1.3 论文主要研究内容20-22
• 第二章 龙门起重机数学模型理论基础22-30
• 2.1 基本假设条件22-23
• 2.2 运行动态过程模型23-25
• 2.3 动态过程简化模型25-27
• 2.4 拖动过程模型27-29
• 2.5 小结29-30
• 第三章 龙门起重机系统模型及验证30-50
• 3.1 龙门起重机运行机构模型及验证30-40
• 3.1.1 电动机模型30-31
• 3.1.2 变速箱模型31-34
• 3.1.3 制动器模型34-35
• 3.1.4 运行机构整体模型验证35-40
• 3.2 货物对象模型及验证40-46
• 3.2.1 货物偏斜模型41-43
• 3.2.2 货物偏斜整体模型验证43-44
• 3.2.3 货物产生器模型44-46
• 3.3 龙门起重机整体仿真模型46-48
• 3.4 小结48-50
• 第四章 虚拟仿真系统开发实现50-78
• 4.1 面向对象分析50
• 4.2 仿真模型实现结构50-58
• 4.2.1 建模元素类51-52
• 4.2.2 仿控制类52-54
• 4.2.3 显示接口类54
• 4.2.4 仿真模型结构54-56
• 4.2.5 仿真模型运行机制56-58
• 4.3 三维可视化实现58-70
• 4.3.1 实现方法选择59
• 4.3.2 三维几何模型的建立59-61
• 4.3.3 可视化功能实现61-68
• 4.3.4 数学模型与三维模型数据交互68-70
• 4.4 龙门起重机整体模型实现70-71
• 4.5 龙门起重机虚拟仿真对象附加功能71-76
• 4.5.1 硬件通讯功能71-73
• 4.5.2 手动/自动操作切换功能73
• 4.5.3 故障检修功能73-76
• 4.6 小结76-78
• 第五章 龙门起重机仿真对象控制系统设计及对象验证78-90
• 5.1 控制对象分析及控制器组态78-80
• 5.2 控制程序设计80-87
• 5.2.1 主控程序81-85
• 5.2.2 电机速度控制程序85-87
• 5.3 龙门起重机对象特性验证87-89
• 5.4 小结89-90
• 第六章 结论与展望90-92
• 6.1 结论90-91
• 6.2 展望91-92
• 参考文献92-96
• 致谢96-98
• 研究成果及发表的学术论文98-100
• 作者及导师简介100-101
• 附件101-102

【参考文献】

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本文编号：296257