海底犁式挖溝機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、伴隨著對(duì)海洋資源的不斷開發(fā)，世界各國(guó)對(duì)海底管道的保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)，用于海底管道埋設(shè)的機(jī)器不斷出現(xiàn)。海底犁式挖溝機(jī)作為其中一種，從上世紀(jì)70年代發(fā)展至今已有40年歷史。而我國(guó)至今還沒(méi)有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的此類機(jī)器。正是在這種情況下，從2007開始設(shè)計(jì)能完成海底50米水深挖溝作業(yè)的機(jī)械。本論文對(duì)海底犁式挖溝機(jī)的控制系統(tǒng)做了設(shè)計(jì)。
　　首先，本文對(duì)海底犁式挖溝機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)做了介紹，然后再根據(jù)功能要求將控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為由上位機(jī)和下位

2、機(jī)兩部分組成。上位機(jī)的功能是控制指令的發(fā)出和狀態(tài)的監(jiān)視;下位機(jī)的功能具體控制動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)上位機(jī)和下位機(jī)的交互配合最終實(shí)現(xiàn)海底犁式挖溝機(jī)的控制。
　　第二，設(shè)計(jì)了海底犁式挖溝機(jī)下位機(jī)控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)了海底犁式挖溝機(jī)作業(yè)流程，確定了被控制對(duì)象的種類和數(shù)目;分析了挖溝作業(yè)過(guò)程中可能會(huì)遇到的情況，制定了相應(yīng)的控制策略;建立了海底犁式挖溝機(jī)轉(zhuǎn)向裝置和溝深調(diào)節(jié)裝置的數(shù)學(xué)模型，并用matlab對(duì)其控制效果進(jìn)行了仿真。
　　第三，分析了海

3、底犁式挖溝機(jī)上位機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有的功能，根據(jù)所分析的功能要求在諸多組態(tài)軟件中選擇了kingview軟件，并利用kingview軟件設(shè)計(jì)了具有控制、監(jiān)視、報(bào)警、數(shù)據(jù)記錄功能的上位機(jī)系統(tǒng)，并對(duì)設(shè)計(jì)出的上位機(jī)系統(tǒng)的各部分功能做了詳細(xì)介紹。
　　第四，進(jìn)行了海底犁式挖溝機(jī)的陸上挖溝實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了陸上實(shí)驗(yàn)的控制箱、備用供電裝置等輔助設(shè)備。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了海底犁式挖溝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，通過(guò)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)海底犁式挖溝機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制、狀態(tài)監(jiān)視以及數(shù)據(jù)