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全地面起重机是计算机技术、液压技术、总线通信技术、电力电子技术以及先进控制方案的综合应用,以后将向超大吨位、高机动性、智能化、网络化、高安全可靠性以及节能性等方向发展。本课题以QAY300全地面起重机作为研究对象,分析其机电控制系统特点和基本操控方式,就此构建一套起重机操控系统仿真实验平台,并设计实现其中的关键模块。利用此操控系统仿真实验平台,能够根据控制对象的特性,自主研发控制系统优化方案,并检验优化方案在实验平台中的具体效果。 首先介绍全地面起重机国内外发展状况,并阐述本课题研究的目的与意义。以QAY300全地面起重机为对象,分析起重机机电控制系统的组成架构以及起重机基本操控方式,指出现有控制系统的局限。结合全地面起重机控制系统分析情况,给出起重机操控系统仿真实验平台的总体设计思路,同时说明平台各模块的功能。 然后针对实验平台CANopen网络中的各个模块,依次设计显示器人机交互界面方案、传感器功能仿真模块软硬件实现方案以及控制器的软件设计与通讯方案。在分析CANopen协议规范的基础上,实现显示器、传感器功能仿真模块和控制器的CAN通讯过程。针对起重机三维模型运动仿真软件,方案以MFC实现软件基础框架,并利用OpenGL函数库绘制起重机基本三维模型,并且通过与起重机机构仿真模块的串口通讯,实现模型运动画面的展示。 结合其它模块的设计实现方案,完整构成起重机操控系统仿真实验平台。考虑到起重机操控过程中的安全隐患,提出一种卷扬随动的控制优化方案。利用此实验平台对该优化方案进行效果分析实验,证实方案的有效可行性,也以此体现实验平台的应用价值。 最后结合在本课题研究过程中的一些体会,总结所做的工作,并对后续的研究方向进行展望。