自动化立体仓库建模及堆垛机运动控制研究

论文摘要

自动化立体仓库(Automated Storage and Retrieval System, AS/RS)是物流系统的重要组成部分,与传统仓库相比,具有搬运机械化、控制自动化、管理微机化、信息网络化等优势。伴随着经济的发展和物流行业的兴起,自动化立体仓库的应用将更加广泛,经济效益将日益显著。为了满足工业生产和经济发展的需求,缩短在该领域我国与先进国家的差距,并结合国内的实际需要,提出一些提高立体仓库作业效率的方案、方法。建立自动化立体仓库系统模型,在此基础上利用Flexsim系统仿真软件,对系统模型进行仿真。仿真结果表明,所建立的自动化立体仓库系统模型符合设计要求。以高加减速堆垛机的运动控制为主要研究方向。采用双电动机驱动技术,来实现堆垛机的高加减速,同时为保证运动的平稳性,以S型速度控制曲线取代传统的梯形速度控制曲线。并在堆垛机运动控制的实现方法上,采用位移和速度双闭环的控制方案,以实现对堆垛机的调速和定位。为解决双电动机驱动同步性的问题,采取主从式的同步控制方案,以主电动机的速度作为输入,从电动机跟踪主电动机的速度值。在控制策略上,采用模糊控制的方法,并通过Matlab/Simulink仿真,来检验此方法的性能。从仿真结果来看,模糊控制可以到达控制要求。利用RSView32组态软件,开发自动化立体仓库监控系统应用程序,通过RSLink建立上位机与PLC的通信,使上位机可以实时采集现场数据。监控系统软件设有巷道整体监控,堆垛机实时监控,故障报警,库存信息查询及作业完成报表5方面功能模块。起到了现场监控的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 自动化立体仓库简介
• 1.1.1 自动化立体仓库的概念
• 1.1.2 自动化立体仓库的优越性
• 1.2 自动化立体仓库的发展状况
• 1.2.1 国内外的发展现状
• 1.2.2 发展趋势及展望
• 1.3 课题的研究内容及方法
• 第2章 自动化仓库的系统建模与仿真
• 2.1 自动化立体仓库组成
• 2.2 自动化立体仓库作业流程
• 2.2.1 入库作业流程
• 2.2.2 出库作业流程
• 2.2.3 盘库作业流程
• 2.3 确定参数建立仓库系统模型
• 2.4 基于Flexsim的立体仓库系统仿真
• 2.4.1 Flexsim软件介绍
• 2.4.2 仿真的目的
• 2.4.3 Flexsim的仿真步骤
• 2.4.4 仿真模型的建立与分析
• 第3章 堆垛机运动控制系统的设计
• 3.1 堆垛机的运动特点
• 3.2 堆垛机的运动控制要求
• 3.3 实现堆垛机高速的两点措施
• 3.3.1 双电动机驱动
• 3.3.2 S型速度控制曲线
• 3.4 运动控制系统硬件设计
• 3.4.1 堆垛机的设计参数
• 3.4.2 电动机的选取及功率计算
• 3.4.3 控制器和变频器
• 3.4.4 速度检测装置
• 3.4.5 测速方法
• 3.5 堆垛机的运动控制实现方法
• 第4章 双电动机驱动的同步控制研究
• 4.1 双电动机驱动同步控制方案
• 4.2 模糊控制的基本理论
• 4.2.1 模糊控制理论
• 4.2.2 模糊控制系统组成
• 4.2.3 模糊控制器的结构
• 4.2.4 量化因子和比例因子对控制质量的影响
• 4.3 控制系统模糊控制器的设计
• 4.3.1 输入输出变量的定义
• 4.3.2 输入输出变量的模糊化
• 4.3.3 输入输出变量的隶属函数
• 4.3.4 模糊控制规则
• 4.3.5 模糊量的判决方法
• 4.4 Matlab/Simulink仿真平台
• 4.4.1 Simulink仿真的优点
• 4.4.2 模糊逻辑控制工具箱应用
• 4.5 双电动机驱动系统仿真
• 4.5.1 Matlab环境下的模糊控制器设置
• 4.5.2 基于模糊控制的仿真
• 4.5.3 基于PID控制的仿真
• 4.5.4 模糊控制与PID控制的比较
• 第5章 自动化立体仓库监控系统软件开发
• 5.1 监控系统开发工具
• 5.1.1 组态软件概述
• 5.1.2 组态软件RSView32
• 5.2 监控系统的组态
• 5.2.1 监控系统编制原则
• 5.2.2 监控系统编制步骤
• 5.2.3 PLC与上位机的通信设置
• 5.3 监控系统软件所实现的功能
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢