【正文】 系統(tǒng)線路中利用變頻器改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速。 圖 轉(zhuǎn)換電路 單片機最小系統(tǒng) 單片機的最小系統(tǒng)是由組成單片機系統(tǒng)必需的一些元件構(gòu)成的，除了單片機之外，還需要包括電源供電電路、時鐘電路、復(fù)位電路?？梢灾苯虞敵鼋嵌鹊葍A斜數(shù)據(jù)，讓人們更方便的使用它。運動發(fā)生時，拉繩伸展和收縮。 變頻器的選型 變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變 電機 工作電源 頻率 方式來控制交流電動機的電力控 制設(shè)備。 用 AT89S51單片機 的 作 片選信號 ，則 MAX197 的高位地址為 7FH。 5176。 %；重復(fù)性 ≤ 177。 圖 系統(tǒng)總體框圖 傳感器的選型 本設(shè)計因為要檢測三個數(shù)據(jù)，所以用三個傳感器分別測量。利用二 階先導(dǎo)補償器來抑制載荷擺角。 有鑒于此，本文只研究吊車的水平運動過程和消擺控制。 系統(tǒng)模型的建立 實際中的吊車系統(tǒng)比較復(fù)雜，除了元件的非線性外，還要受到多種干擾，如小車與導(dǎo)軌之間的干摩擦、風(fēng)力的影響等。 （ 2）針對橋式吊車系統(tǒng)建立了吊車系統(tǒng)仿真實驗?zāi)Ｐ? 針對橋式吊車系統(tǒng)的 動力學(xué)模型，運用 MATLAB/Simulink 中的模塊搭建了橋式吊車系統(tǒng)的仿真實驗?zāi)Ｐ停ζ溥M行子系統(tǒng)封裝。楚軍等人提出的控制策略大多與李偉等人具有一致性，都是以最優(yōu)秀的理論最為基礎(chǔ)提出的，同樣也只能做理論仿真而無實驗驗證。由于將向相反的方向擺動。 針對實際應(yīng)用的需求，研究吊車、集裝箱起重機等一類利用柔性繩索吊運重 2 物時如何消擺的問題，不僅可以保證安全生產(chǎn)，而且會對提高貨物調(diào)運效率，縮短工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量帶來客觀的經(jīng)濟效益。作為一種運載工具，它廣泛的運用于現(xiàn)代廠房、安裝工地和集裝箱工地等需要大量貨物調(diào)運的場所。從而避免了作業(yè)時，照成不必要的事故。機械式防擺主要是通過機械手段來消耗擺動能量以達到最終消除擺動的目的，因此是一種被動的防擺方式。當(dāng)行走小車以額定速度行走時，吊物將大致位于行走小車的中心線上，當(dāng)行走小車減速時，由于慣性的作用。 山東大學(xué)的楚軍、陳志堅等人在此方面也進行了一定的研究，建立了橋式吊車數(shù)學(xué)模型，并依據(jù)此模型，應(yīng)用最優(yōu)控制理論，提出了橋式吊車水平 規(guī)律，并對抓斗進行了防擺控制器研究。學(xué)術(shù)參考價值超高。顯然，對于橋式吊車運動系統(tǒng)的動力學(xué)問題應(yīng)用牛頓力學(xué)來分析勢必過于復(fù)雜。當(dāng)?shù)踯囂幱诖怪边\動過程時，只要提升電機具有良好的定位準(zhǔn)確性就能夠使重物準(zhǔn)確的提升并放在指定位置。這些增益值是每個繩長的最佳阻尼值，是關(guān)于繩長的函數(shù)。計的目的是為在運動直到到達終點的過程中，要使擺角逐漸的減小。因為全橋式等臂電橋的靈敏度最高，各臂參數(shù)一致，各種干擾的影響容易相互抵銷，所以稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋。數(shù)據(jù)方式輸出，接口形式包括 RS23 RS485 和可定制等多種方式。當(dāng)一次轉(zhuǎn)換結(jié)束后， MAX197 相應(yīng)的 INT 引腳置低電平，通知處理器可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。 圖 DNC0832 引腳圖 單片機的選型 AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4kBISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中 央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。拉繩位移傳感器由可拉伸的不銹鋼繩繞在一個有螺紋的輪轂上，此輪轂與一個精密旋轉(zhuǎn)感應(yīng)器連接在一起，感應(yīng)器可以是增量編碼器，絕對 (獨立 )編碼器，混合或?qū)щ娝芰闲D(zhuǎn)電位計，同步器或解析器。使用完畢后可以重新回歸零位。在第二個寫脈沖出現(xiàn)時，寫入控制字 ACQMOD 為 0， MAX197 停止采樣，開始 A/D 轉(zhuǎn)換。 變頻器可以控制電機轉(zhuǎn)速，從而控制小車的快慢。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按鍵被按下了。 2） 復(fù)位電路 無論是在單片機剛開始接上電源時，還是運行過程中發(fā)生故障都需要復(fù)位。 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。測量輸出信號可以得出運動物體的位移、方向或速率。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，能實現(xiàn)對交流異步電機的 軟起動 、變 頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變 功率因數(shù) 、過流 /過壓 /過載保護等功能。 AT89S51 單片機 的 腳用做判讀高、低位數(shù)據(jù)的選擇線，直接與 HBEN 腳相連。 /177。 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，線性精度最大 %，分辨力根據(jù)配置不同最大可以達到 /脈沖。 測量吊鉤擺動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。為了使載荷停住，小車分兩個階段減速。模擬計算機對礦石卸載起重機的動力特性做了仿真。 （ 3）鋼絲繩的剛度足夠大，其長度變化可以忽略不計。 針對以上所采取的不同控制策略和算法，分別進行了仿真實驗，并施加各種擾動以檢驗控制器的控制效果。 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)計了吊車的防擺、定位控制器。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。這是日本三菱重丁公司研制的，在行走小車上沿運行方向裝設(shè)兩組交叉懸掛的減搖鋼絲繩及其驅(qū)動裝置，分別驅(qū)動液壓泵，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。然而 由于吊車的吊繩是柔性的纜繩，所以吊車的吊具在運行過程中不可避免的會產(chǎn)生擺動 ，這種擺動不僅可能損壞貨物，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)時間，抗干擾能力較強。 另外，隨著 全球合作經(jīng)濟的快速發(fā)展，吊車運用的場合不斷擴大，貨物調(diào)運量也越來越大，單純依靠人工操作吊車來調(diào)運貨物的工作方式越來越成為阻礙貨物快速調(diào)運的瓶頸。 翹班梁式減搖裝置。并提出了基于時間最優(yōu)的小車載荷擺動的兩拍消擺策略。他們先對吊車模型進行狀態(tài)變換，使其變?yōu)榈湫偷囊话粝到y(tǒng)模型，然后按照球棒系統(tǒng)進行非線性控制的設(shè)計。對重物的快速吊運與定位問題可以抽象為：求小車在所受的外力 ()Ft 的作用下，使得小車能在最短的時間 st 由 A 點運動到 B 點，且 ()st? ?? ， ?為系統(tǒng)允許的 最大擺角。 0sincosccllmmmmxxyx x lyl????? ??????? ??0s in c o sc o s s inccllmmmmxxyx x l ly l l? ? ?? ? ???? ??? ? ? ??? ???222 2 2 22 2 2 2112211( ) ( )2211( ) ( 2 s in 2 c o s )22clc c l lc m l mc m m l m mc l cT m v m vm x y m x ym m x m l l x l x l? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ?12()( ) c os( ) sinlld T T Fxdt x xd T T F m gdt lld T T m gldt???????? ? ? ?? ??? ???? ? ?? ???? ??? ? ?? ???21222( ) sin c o s 2 c o s sinsin c o s2 c o s sin 0c l l l l ll l l ll l l lm m x m l m l m l m l x Fm l m x m l m g Fm l m ll m x l m g l? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ??? ? ? ? ??? 8 式（ 25）即為考慮繩長變化情況下的三維吊車運動系統(tǒng)的動力學(xué)模型。運用一個線性狀態(tài)反饋器來抑制擺角，借助一個 增益可調(diào)模塊用極點配置的方法來調(diào)整增益適應(yīng)繩長的變化。 PID 控制原理簡 11 單，使用方便，適應(yīng)性強，對模型依賴較少。它的功能有兩個，首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對外力產(chǎn)生反作用力，達到相對靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個高品質(zhì)的應(yīng)變場（區(qū)），使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較 理想的完成應(yīng)變棗電信號的轉(zhuǎn)換任務(wù)。所以它其實是運用慣性原理的一種加速度傳感器。；響應(yīng)時間；工作溫度 40℃～ +85℃；儲存溫度 50℃～ +125℃ 圖 一維傾角傳感器 轉(zhuǎn)換器的選型 MAX197 無需外接元器件就可獨立完成 A/D 轉(zhuǎn)換功能。由 ILE、CS、 WR1 的邏輯組合產(chǎn)生 LE1，當(dāng) LE1 為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換， LE1 的負跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存； ◆ XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效； ◆ WR2： DAC 寄存器選通輸入線，負脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。 物料重量通過電子衡器的秤體或料斗作用于稱重傳感器 , 稱重傳感器的 彈性體在外力作用下產(chǎn)生彈性變形 , 使粘貼在它表面的電阻應(yīng)變片也隨同產(chǎn)生變形 , 電阻應(yīng)變片變形后 , 它的阻值將發(fā)生變化 (增大或減小 ) 。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了。在內(nèi)部采樣控制模式 (控制位置 0)中，由寫脈沖啟動采樣間隔，經(jīng)過瞬間的采樣 間隔 (芯片時鐘為 2MHz時，為 3ms)，即開始 A/D 轉(zhuǎn)換。一些新型的單片機還可以選擇更高的頻率。但每個按鍵需要占用一根輸入線，在按鍵數(shù)量較多時，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的場合。單片機的復(fù)位形式：上電復(fù)位、按鍵復(fù)位。指令電流運算電路實時監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送入高速數(shù)字信號處理器（ DSP）對信號進行處理，將諧波與 基波分離，并以脈寬調(diào)制（ PWM）信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 2 J u n 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : D : \ P R O T E L 9 9 S E 繪圖軟件 \ E X A M P L E S \ M yD e s i g n. dd bD r a w n B y :C 1 0C 1 2 C 1 1A1R 2 9 R 2 7R 2 6 R 2 8O U TG N D+ 1 2 1 2IN0 . 1 u F0 . 1 u F0 . 1 u F1 0 K1 0 K1 0 K 1 0 K 20 動脈沖，驅(qū)動 IGBT 或 IPM 功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。 理論基礎(chǔ)就是 牛頓第二定律 ，根據(jù)基本的物理原理，在一個系統(tǒng)內(nèi)部，速度是無法測量的，但卻可以測量其加速度。 圖 L700 變頻器 17 第 4章 硬件電路設(shè)計 數(shù)據(jù)檢測模塊 稱重傳感器主要由電阻應(yīng)變片、彈性體、檢測電路三部分組成。與微處理器完全兼容。 45176。傾角傳感器還可以用來測量相對于水平面的傾角變化量。 靈敏度系數(shù) K 值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個常數(shù)，它和應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無關(guān)，不同的材料的 K 值一般在 — ；其次 K 值是一個無因次量，即它沒有量綱。該控制器在實際吊車上運用，實驗結(jié)果表明它能使擺角最小。吊桿式吊車的最優(yōu)控制方法運用到橋式吊車，將橋式吊車模型在平衡點附近線性化，同時將它的運動 過程分為上升運動、水平運動、下降運動三個階段，然后對每個過程設(shè)計最優(yōu)控制律，仿真結(jié)果表明雖然可以保證終點無擺動，但是在上升、下降階段有高達 7 的擺角。 基于上面的假設(shè)，吊車系統(tǒng)的力學(xué)簡化模型如圖 所示。但是，采用柔性體吊運也帶來一些負面影響，例如吊車負載 —— 重物的擺動問題一直是困擾提高吊車裝運效率的一個難題。 日本學(xué)者 Yamada 將模糊控制試用于吊車的防擺控制中，取得了教好的效果。 國內(nèi)最早從事吊車防擺控