塔吊安全監(jiān)控保護系統(tǒng)及關(guān)鍵算法研究.pdf

1、針對塔吊運行過程中存在的安全隱患問題，本文設(shè)計了一種基于ARM處理器和單片機的塔吊安全監(jiān)控保護綜合方案。文中介紹了塔吊安全監(jiān)控保護系統(tǒng)的基本原理，給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件工作方式，建立了基于模糊控制的塔吊運行防擺控制模型，并對模型進行了仿真，給出了塔吊防碰撞控制的算法流程。
　　首先，本文介紹了課題的背景和意義，概述了塔吊監(jiān)控系統(tǒng)、塔吊防擺及防碰撞算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并對各個廠家的塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品做了比較，然后提出了本文的

2、主要研究內(nèi)容。
　　其次，在塔吊的機械組成結(jié)構(gòu)和電氣組成結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，分析了基于力矩曲線的塔吊監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理。根據(jù)系統(tǒng)需求，提出了一種基于ARM處理器和單片機的塔吊安全監(jiān)控保護系統(tǒng)解決方案。硬件部分包括人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲導出模塊、實時時鐘模塊、無線通信模塊、傳感器等；軟件部分包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、傳感器標定模塊、區(qū)域保護模塊等。重點對硬件設(shè)計的依據(jù)以及數(shù)據(jù)存儲的算法作了詳細介紹。
　　再次，根據(jù)拉格朗日方程

3、，分析、建立了塔吊的力學模型，根據(jù)模型設(shè)計了一種基于模糊控制的塔吊防擺控制器，對塔吊變幅和回轉(zhuǎn)運動時所吊重物的擺角幅度進行了控制。并將該控制器與傳統(tǒng)的魯棒PID控制器作比較，分析和比較了塔吊模型參數(shù)變化對兩種控制器性能造成的影響；同時研究了塔吊可能發(fā)生碰撞的兩種具體情況，建立了數(shù)學模型，分別提出了對應(yīng)的防碰撞算法。
　　最后，在實驗室環(huán)境中針對塔吊監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集精度、超載報警算法以及上位機部分做了測試，給出了測試結(jié)果和分析，驗