【正文】 值較大，這時(shí)，對比例增益參數(shù)來說，為了保證系統(tǒng)有較快的響應(yīng)速度，比例增益參數(shù)在起始階段應(yīng)該較大，同時(shí)為了減小超調(diào)量，希望誤差逐漸減小時(shí)，比例增益也隨之減??；對于積分增益參數(shù)而言，當(dāng)誤差信號較大時(shí)，希望積分增益不要太大，以防止響應(yīng)產(chǎn)生振蕩，有利于減小超調(diào)量，同時(shí)當(dāng)誤差信號逐漸較小時(shí)，希望積分增益逐漸增大，以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；對于微分增益參數(shù)而言，為了保證在不影響響應(yīng)速度的前提下，抑制超調(diào)的產(chǎn)生，應(yīng)由小逐漸增大。根據(jù)的變化要求，在構(gòu)造的非線性函數(shù)時(shí)應(yīng)考慮到誤差變化速率的符號。 非線性PID設(shè)計(jì)非線性控制器的設(shè)計(jì)原理如下： （1）比例增益參數(shù)：在響應(yīng)時(shí)間段，為保證系統(tǒng)有較快的響應(yīng)速度，比例增益參數(shù)在初始時(shí)應(yīng)較大，同時(shí)為了減小超調(diào)量，希望誤差逐漸減小時(shí)，比例增益也隨之減?。辉诙?，為了增大反向控制作用，減小超調(diào)，期望逐漸增大；在段，為了使系統(tǒng)盡快回到穩(wěn)定點(diǎn)，并不再產(chǎn)生大的慣性，期望逐漸減?。辉诙?，期望逐漸增大，作用與段相同。變頻器可以方便地控制機(jī)械傳動(dòng)的上升、下降和變速運(yùn)行。圖 48 電源電路第5章 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)流程圖 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了天車吊鉤防擺。按鍵數(shù)量很少，采用獨(dú)立式按鍵。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易的判斷哪個(gè)按鍵被按下了。外接電容的作用是對振蕩器進(jìn)行頻率微調(diào)，使振蕩信號頻率與晶振頻率一致，同時(shí)起到穩(wěn)定頻率的作用，一般選用20~30pF的瓷片電容。2） 復(fù)位電路 無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時(shí)，還是運(yùn)行過程中發(fā)生故障都需要復(fù)位。在外部采樣模式(D5=1)中，由兩個(gè)寫脈沖分別控制采樣和A/D轉(zhuǎn)換。PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制是有源電力濾波器控制系統(tǒng)中最常用,也是最有效的控制方法。 角度檢測電路可以調(diào)節(jié)輸出頻率，內(nèi)置零位調(diào)整，可以根據(jù)要求定制零位調(diào)整按鈕，從而實(shí)現(xiàn)在一定的角度置零的功能。測量輸出信號可以得出運(yùn)動(dòng)物體的位移、方向或速率。再經(jīng)相應(yīng)的檢測電路 , 把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號 (電壓或電流) 輸出 , 從而完成將外力變換為電信號的過程。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護(hù)等功能。由WRXFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。、低位數(shù)據(jù)的選擇線，直接與HBEN腳相連。它可分為內(nèi)部采樣模式和外部采樣模式，采樣模式由控制寄存器的D5位決定。/177。其特點(diǎn)是： 硅微機(jī)械傳感器測量(MEMS)以水平面為參面的雙軸傾角變化。拉繩位移傳感器的信號輸出方式分為數(shù)字信號輸出和模擬信號輸出， 數(shù)字輸出型可以選擇增量旋轉(zhuǎn)編碼器、絕對值編碼器等，輸出信號為方波ABZ信號或格雷碼信號，行程最大可以做到15000毫米，%。檢測電路的功能是把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?。測量吊鉤擺動(dòng)范圍選擇用角度傳感器，角度傳感器的原理是將角度變化量的測量變?yōu)殡娮枳兓瘻y量。 總體方案設(shè)計(jì)本設(shè)了實(shí)現(xiàn)天車吊鉤防擺。為了使載荷停住，小車分兩個(gè)階段減速。在一個(gè)模型上驗(yàn)證過，結(jié)果表明，位置有靜差，在運(yùn)動(dòng)過程中擺角在左右，而且時(shí)變參數(shù)方案在小車定位的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)不穩(wěn)定。模擬計(jì)算機(jī)對礦石卸載起重機(jī)的動(dòng)力特性做了仿真?？紤]到實(shí)際情況，在吊車水平運(yùn)動(dòng)過程中，總是將提升電機(jī)制動(dòng)，使繩長保持不變，當(dāng)定位完成且消除擺動(dòng)時(shí)，再使提升電機(jī)起動(dòng)，將重物放到指定位置。（3）鋼絲繩的剛度足夠大，其長度變化可以忽略不計(jì)。 建模機(jī)理該問題為多剛體、多自由度、多約束的質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)力學(xué)問題。針對以上所采取的不同控制策略和算法，分別進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并施加各種擾動(dòng)以檢驗(yàn)控制器的控制效果。試用非線性控制方法對吊車系統(tǒng)進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)解決了因線性化帶來的簡化誤差，但控制器設(shè)計(jì)方法復(fù)雜，計(jì)算量大，不易于實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。Lee采用根軌跡，頻域法等常規(guī)分析方法，結(jié)合只能控制設(shè)計(jì)了吊車的防擺、定位控制器。作者采用幾點(diǎn)配置技術(shù)，以激憤二次型性能指標(biāo)提出最優(yōu)消擺策略，同時(shí)實(shí)現(xiàn)消擺、提高了運(yùn)行速度兩個(gè)目標(biāo)。這種減搖裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，工作平穩(wěn)，而且減搖效果較為理想。它是由日本日立制作所研究的。這是日本三菱重丁公司研制的，在行走小車上沿運(yùn)行方向裝設(shè)兩組交叉懸掛的減搖鋼絲繩及其驅(qū)動(dòng)裝置，分別驅(qū)動(dòng)液壓泵，由于液力回路中安全閥的阻抗，使鋼絲繩產(chǎn)生張力，從而防止吊具搖擺。為了提高吊車的工作效率，目前大多數(shù)吊車都安裝了吊具防擺裝置。然而由于吊車的吊繩是柔性的纜繩，所以吊車的吊具在運(yùn)行過程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)，這種擺動(dòng)不僅可能損壞貨物，而且容易引發(fā)生產(chǎn)事故。針對常規(guī)PID控制器很難滿足橋式吊車這類控制參數(shù)變化很大的復(fù)雜系統(tǒng)對控制精度的要求，設(shè)計(jì)了非線性PID控制器（即PID參數(shù)隨誤差的變化而變化），該控制方案可以消除系統(tǒng)靜差，縮短系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，抗干擾能力較強(qiáng)。運(yùn)用增量型PID控制算法對PID控制策略進(jìn)行了數(shù)字實(shí)現(xiàn)。過去，消除吊車擺動(dòng)的方法大多是利用吊車司機(jī)的操作經(jīng)驗(yàn)。防擺裝置主要有機(jī)械式防擺和電子式防擺兩種形式。這種裝置當(dāng)小車停車后五秒內(nèi)，擺角幅度可撿到10cm，不影響起升繩的試用壽命，當(dāng)減搖鋼絲繩萬一發(fā)生折斷時(shí)，物體也不至于掉下。它由蹺板梁和裝在小車的液力緩沖缸組成。隨著電控技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子防搖急速越來越收到重視，國內(nèi)外學(xué)者采用各種控制方法做了大量的研究。但這些研究都只局限于理論與軟件仿真，而沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。Lee提出了一種基于Lyapunov穩(wěn)定性的吊車防擺控制器。由于國外學(xué)者的研究，國內(nèi)學(xué)者大多采用最優(yōu)控制、PID控制模糊控制等方法，并只有仿真效果，而無實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可信度，可行性都不能完全確信，而國外的學(xué)者研究比較嚴(yán)禁，實(shí)驗(yàn)條件也比較好，采用的控制策略也很多，大多數(shù)學(xué)者在理論分析的研究上，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)。在對各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行比較、分析的基礎(chǔ)上，給出了橋式吊車防擺控制器的一些選擇策略，以便更好的滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。由于牛頓經(jīng)典力學(xué)主要是解決自由質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)問題，對于自由質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)力學(xué)問題，是把物體系拆開成若干分離體，按反作用定律附加以約束反力，而后列寫動(dòng)力學(xué)方程。（4）負(fù)載只在垂直于水平面的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。為此，可將吊車調(diào)運(yùn)重物的過程分成水平運(yùn)動(dòng)過程和垂直運(yùn)動(dòng)過程，分別設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制器進(jìn)行控制。經(jīng)過嘗試和修正，他們提出了最優(yōu)速度曲線，它能夠使小車和吊繩的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，同時(shí)能夠避開途中的障礙物。利用PI控制器跟蹤繩長變化，還增加了一個(gè)增益序列表，該表能改變擺角反饋控制器的增益。第一個(gè)減速階段是反饋控制階段的一部分。當(dāng)?shù)蹉^吊取重物，在空中運(yùn)動(dòng)的過程中，會(huì)與垂直平面出現(xiàn)一個(gè)擺角。電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械的分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上，即成為一片應(yīng)變片。因?yàn)榛菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側(cè)向力干擾，可以比較方便的解決稱重傳感器的補(bǔ)償問題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。測量長度可達(dá)18米(帶限位開關(guān)）；恒力彈簧收繩最大拉力可達(dá)5公斤；、耐海水浸泡；選裝絕對型多轉(zhuǎn)編碼器抗干擾，重復(fù)性高；特殊規(guī)格可按需定制；輸出方式多種信號可選（SSI、模擬量420mA、RS48ProfibusDP、CANopen、Modbus)；直接測量長距離線性位移,測量長度可達(dá)18米；恒力彈簧收繩最大拉力可達(dá)5公斤；、耐海水浸泡；選裝絕對型多轉(zhuǎn)編碼器抗干擾，重復(fù)性高。輸出角度以水準(zhǔn)面為參考，基準(zhǔn)面可被再次校準(zhǔn)。30176。在內(nèi)部采樣控制模式(控制位置0)中，由寫脈沖啟動(dòng)采樣間隔，經(jīng)過瞬間的采樣間隔(芯片時(shí)鐘為2MHz時(shí)，為3ms)，即開始A/D轉(zhuǎn)換。MAX197的INT腳可與AT89S51的INT0相連,以便實(shí)現(xiàn)中斷，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。◆ IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化；◆ IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)；◆ Rfb：反饋信號輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度；◆ Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V；◆ VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為10V～+10V；DAC0832是微處理器兼容型D/A轉(zhuǎn)換器，可以充分利用微處理器的控制能力實(shí)現(xiàn)對D/A轉(zhuǎn)換的控制，故這種芯片有許多控制引腳，可以和微處理器的控制線相連，接受微處理的控制；有兩級鎖存控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道D/A的同步轉(zhuǎn)換輸出；內(nèi)部無參考電壓，須外接參考電壓。三菱變頻器,L700內(nèi)置了PLC功能,是一款非常經(jīng)濟(jì)型而又功能強(qiáng)大的變頻器。 稱重傳感器檢測電路拉繩式位移傳感器的功能是把機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成可以計(jì)量，記錄或傳送的電信號。圖 繩長檢測電路傾角傳感器靜止時(shí)也就是側(cè)面和垂直方向沒有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。這對于要測量相對傾角的場合非常有用。 濾波電路有源電力濾波器，是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專用設(shè)備。在第一個(gè)寫脈沖出現(xiàn)時(shí)，寫入ACQMOD為1，開始采樣間隔。復(fù)位電路用于將單片機(jī)內(nèi)部各電路的狀態(tài)恢復(fù)到一個(gè)確定的初始值，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 變頻器調(diào)速模塊本設(shè)計(jì)主要是防擺設(shè)計(jì)，所以，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢是主要的一點(diǎn)。軟件設(shè)計(jì)低電平有效，直接與89S51單片機(jī)的I/O口線相連接，通過讀I/O口，判定各I/O口的電平，即可識別出按下的按鍵?！?。當(dāng)?shù)蹉^吊取重物，在空中運(yùn)動(dòng)的過程中，會(huì)與垂直平面出現(xiàn)一個(gè)擺角。變頻應(yīng)用可以大大地提高工藝的高效性變速不依賴于機(jī)械部分，同時(shí)可以比原來的定速運(yùn)行電機(jī)更加節(jié)能。顯然，按上述變化規(guī)律，隨誤差變化的大致形狀如圖312所示，根據(jù)該圖可以構(gòu)造如下非線性函數(shù)： （51）式中，為正實(shí)常數(shù)。按上述變化規(guī)律，根據(jù)該圖可以構(gòu)造如下非線性函數(shù)： （53）式中，為誤差變化速率，為正實(shí)常數(shù)，為的最小值，為的最大值，當(dāng)時(shí)，.非線性PID調(diào)節(jié)器的控制輸出為： （54)由上述分析可知，如果非線性函數(shù)中的各項(xiàng)參數(shù)選擇適當(dāng)?shù)脑?，就能夠使控制系統(tǒng)既達(dá)到響應(yīng)快，又無超調(diào)的現(xiàn)象。接下來，誤差信號變?yōu)樨?fù)值，即系統(tǒng)的響應(yīng)曲線出現(xiàn)了超調(diào)，這時(shí)，為了增大反向控制作用，減小超調(diào)量，應(yīng)繼續(xù)增加微分增益參數(shù)值，而和值則可以保持不變。（1）系統(tǒng)有初始擺角的擾動(dòng)仿真。從圖326可以明顯看出，誤差信號的終值不為0，（）。由于它每次只輸出控制增量，即對應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化量，輸出變化范圍不大（0～），所以，當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)過程。（3）實(shí)用遞推算式 （55）式中。同時(shí)，為了便于控制器的設(shè)計(jì)，對系統(tǒng)模型進(jìn)行了線性化，推導(dǎo)出了系統(tǒng)的簡化模型。在完成論文的過程中，遇到了一些問題。(1)。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容較為繁雜，但是老師仍然細(xì)心地指出我設(shè)計(jì)中的不足及改進(jìn)的方法，不斷地引導(dǎo)我接觸并學(xué)習(xí)新的知識，從更高的層次教導(dǎo)我應(yīng)該如何學(xué)習(xí)，如何在以后扎扎實(shí)實(shí)的鉆研新的知識，探索新的領(lǐng)域。 the store of logs varies。 the store variation takes place from the side opposite to the saw mill。在日常學(xué)習(xí)和生活中，和我在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)的其他同學(xué)也給予了我很多幫助，我還要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)并且?guī)椭^我的同學(xué)，他們在我畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中提出了許多寶貴的意見并給予了全力的支持，正是因?yàn)橛辛怂麄兊闹С趾凸膭?lì)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成，感謝他們陪我度過這美好、快樂的學(xué)習(xí)時(shí)光。參數(shù)不確定對象的模糊非線性PID控制方法[J]。稱重傳感器是檢測被吊重物的質(zhì)量，經(jīng)過多次思考，基本決定了安放位置，稱重傳感器安放在吊鉤上。（3）提出了非線性PID控制方案，構(gòu)造了PID參數(shù)能隨誤差值變化而變化的非線性函數(shù)，設(shè)計(jì)了非線性PID控制器進(jìn)行吊車系統(tǒng)的定位和防擺控制。實(shí)際作用還是PID的作用。由于它每次輸出的最大幅度為，所以當(dāng)控制從手動(dòng)切換到自動(dòng)時(shí)，可做到無擾動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換。因?yàn)榭紤]到實(shí)際中的風(fēng)力擾動(dòng)等因素不可能在短時(shí)間內(nèi)停止作用，所以在仿真時(shí)我們所施加的初始擺角擾動(dòng)為階躍信號，（），當(dāng)擺角穩(wěn)定時(shí)，（），而不是0。 施加初始擺角擾動(dòng)時(shí)擺角PID誤差的變化曲線 擾動(dòng)時(shí)kp的變化曲線 擾動(dòng)時(shí)ki的變化曲線 擾動(dòng)時(shí)kd的變化曲線（2）吊物質(zhì)量變化的擾動(dòng)仿真。當(dāng)不考慮實(shí)際中所存在的各種干擾因素時(shí)，用作吊車系統(tǒng)消擺控制的非線性PID控制器的誤差信號及，隨時(shí)間的變化曲線如下圖所示。時(shí)間（s）時(shí)間（s） 圖 非線性PID響應(yīng)曲線針對上面所設(shè)計(jì)的位置——擺角雙閉環(huán)非線性PID控制器進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)曲線如圖所示。 的變化趨勢曲線（2）積分增益參數(shù)：當(dāng)誤差信號較大時(shí)，希望積分增益不要太大，以防止響應(yīng)產(chǎn)生振蕩，有利于減小超調(diào)量；而當(dāng)誤差較小時(shí)，希望積分增益增大，以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。當(dāng)傳感器檢測的數(shù)據(jù)超出范圍的時(shí)候，則會(huì)報(bào)警。到終點(diǎn)時(shí)，吊鉤吊取重物不能擺動(dòng)。模擬電子技術(shù)是一門研究對仿真信號進(jìn)行處理的模擬電路的學(xué)科。但每個(gè)按鍵需要占用一根輸入線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，需要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高