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本 科 生 毕 业 论 文(设 计)
题 目:起重机智能系统的发展与应用
起重机智能系统的发展与应用
起重机智能系统的发展与应用
PAGE I
内容摘要
随着我国工业的快速发展,传统起重机已经不能满足企业要求。特别是在高温、高压等危险环境,许多要求高度安全、可靠、先进、快速、精确定位和运行平稳的起重运输领域,有必要采用更先进的无人起重机,智能起重机。对智能起重机系统进行研究与探索具有重要的理论价值和实际意义。
本文主要讨论了起重机智能系统的发展与应用。提出智能起重机的定义和起重机的基本结构;包括感知、规划、动作、协同、学习以及决策控制等某些智能能力等。讨论目前智能起重机的研究状况,对起重机智能系统的应用进行举例,分析需要解决的科学问题并对其未来的发展方向进行了展望。
关键词:起重机;智能起重机;智能系统
目 录
TOC \o 1-3 \h \z \u 内容摘要 I
引 言 1
1 智能起重机的定义 2
2 国内外研究现状及分析 3
2.1 安全监控和故障诊断 3
2.2 精确定位和智能防摆 4
2.3 结构智能优化设计 5
2.4 遥控技术 5
2.5 智能防撞 6
2.6 机器人化起重机 7
3 智能起重机的基本结构 9
4 起重机的智能化研究的应用 12
5 起重机的智能化研究的展望 13
5.1 智能起重机的体系结构 13
5.2 智能控制的新理论与新技术 13
5.3 多传感器的信息融合 13
5.4 学习控制技术和方法的研究 14
5.5 智能人机接口 14
5.6 智能路径规划 14
5.7 智能结构优化设计的新方法 15
6 结论 16
参考文献 17
PAGE 18
引 言
随着生产规模的扩大和自动化程度的提高,起重机作为物料搬运的重要设备,应用越来越广泛,在现代生产中发挥着越来越重要的作用。在车间、电站、仓库、港口码头、海上钻井平台、高层建筑等场所起重机被大量使用。它们要求安全、可靠、先进、快速、准确的定位和稳定的运行,并向大吨位、高效率、智能化和多用途的方向发展。同时,用户对其工作性能、操作舒适性、自动化程度、工作安全性和可靠性、设备故障监测和诊断能力等提出了越来越高的要求。科学技术的飞速发展促进了现代设计和制造能力的提高,推动起重机的技术性能进入了一个全新的发展阶段,起重机正在经历巨大的变革。因此,在未来智能起重机必将被广泛的使用,危险行业和高精尖端行业必须采用智能起重机来满足生产需求。
经过多年的探索,国家决定利用机器人技术改造现有的工程机械,即发展智能工程机械。机械技术与电子技术相结合,将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术和模糊控制技术应用于机械传动与控制系统,实现起重机的自动化和智能化[1]。新一代大型高效起重机电控装置已发展成为全电子数字控制系统。它主要由全数字控制和驱动装置、可编程控制器、故障诊断和数据管理系统、数字操纵和给定检测设备等组成。变压变频调速、射频数据通信、故障自诊断监控、吊具防抖模糊控制、起重物体重心激光搜索、近场感应防撞技术、现场总线、载波通信与控制、非接触供电和三维条码技术将得到广泛应用。专注于开发以微处理器为核心的高性能电气传动装置,使起重机具有优异的调速及静态和动态特性,能够进行自动控制、自动显示和记录操作、起重机操作的自动保护和自动检测、特殊场合的遥控等。
智能起重机属于智能工程机械的一种,涉及机械、电气、液压、声学、光学等学科。基于计算机技术、控制技术、微电子技术、传感器技术等,各种技术被结合起来处理机器内部的信息。研究和探索智能起重机系统具有重要的理论价值和现实意义。
1 智能起重机的定义
智能起重机是一种能够完成起重机各种任务的自动化机械系统,具有操作和运动的自动控制功能、可编程功能、人机交互功能和自诊断功能,具有很高的灵活性。智能起重机由起重机基本功能层、传感器层、信号采集与执行层、控制层和人机交互层组成。它有一些类似人类或生物的智能能力,例如感知、计划、运动、协调、学习和决策控制。它是一个多变量、多耦合的非线性系统,涉及机械、电力电子、计算机、液压、自动控制、信息和传感技术、人工
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