行李分拣系统中梭车的结构设计和控制研究

论文摘要

目前,我国大型机场所使用的行李分拣系统多数是全套购买国外的产品,价格昂贵,技术上受制于人。因此,我国急需有自主知识产权的自动行李分拣产品,来降低建设成本,构建完整的民航产业体系。在借鉴国外梭车式行李分拣系统的基础上,提出了自己的构想,采用各自独立运行的梭车系统实现行李自动分拣。由于此系统的复杂、庞大,所以本文选择其中的一部分作为研究对象——梭车。通过对梭车的车身结构设计、梭车速度的模糊化控制,梭车与上位机的无线通信等几方面的研究,完成了对梭车的一部分设计。首先,介绍了梭车式机场行李分拣系统的整体工作流程以及梭车在系统中的作用,同时对梭车的车身结构、车载供电系统,电器控制、无线通信以及电子差速实现等问题进行了研究,为完成梭车的智能化以及最终设计提供有效依据。其次,依据模糊控制理论对梭车的速度控制进行理论推理,同时在仿真实验Simulink环境中对梭车的速度运行控制进行仿真。推理和仿真试验结果表明,基于模糊PID的控制系统,可以有效地改善梭车的加速度动态特性,达到了预期目的。最后,介绍了在机场行李分拣系统中,以AT89C52单片机和无线收发芯片nRF905为核心的无线通信模块在梭车控制系统中的应用。通信系统由上位机、无线通信模块以及终端梭车构成。实现了上位机与多台梭车之间的双向无线通信功能,并且给出了具体的设计方案和硬件、软件设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 行李分拣系统在民航系统中的应用
• 1.2.1 机场行李分拣系统国内外研究现状
• 1.2.2 国内主流机场的行李分拣系统
• 1.3 机场行李分拣系统的发展趋势
• 1.3.1 行李再确认系统
• 1.3.2 远程监控
• 1.3.3 行李集中安全检查技术
• 1.3.4 RFID（无线射频标签）技术在行李分拣系统中的应用
• 1.4 梭车技术在机场行李分拣系统的应用
• 1.5 本课题的研究内容
• 第二章 梭车车体结构以及车载系统的研究
• 2.1 梭车式行李分拣系统的工作流程及结构
• 2.2 梭车的控制系统
• 2.3 梭车的系统结构组成
• 2.3.1 梭车的供电系统
• 2.3.2 梭车的定位反馈系统
• 2.3.3 电机控制系统
• 2.4 梭车车身机械结构研究
• 2.5 梭车双电机电子差速驱动方法研究
• 2.5.1 转向原理
• 2.5.2 梭车的电子差速结构模型分析
• 2.5.3 转矩分配问题
• 2.5.4 梭车的驱动控制
• 2.5.5 梭车正常运行时的实现方式
• 2.5.6 仿真计算及分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 梭车运行速度模糊控制的理论研究
• 3.1 模糊控制概述
• 3.1.1 模糊控制现代应用技术的进展
• 3.1.2 模糊控制系统的原理与特点
• 3.2 梭车的速度控制理论模型
• 3.3 模糊控制理论分析的方法和原理
• 3.4 模糊关系推理
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于模糊PID的梭车速度控制仿真
• 4.1 梭车的模糊PID速度控制系统
• 4.2 模糊PID控制器的设计
• 4.2.1 模糊PID控制系统的结构
• 4.2.2 PID的参数整定原则
• 4.2.3 模糊控制器的设计
• 4.2.4 Simulink环境下模糊控制器的建立
• 4.3 系统仿真及分析
• 4.3.1 仿真对象
• 4.3.2 基于MATLAB的系统仿真
• 4.3.3 仿真结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于nRF905的无线梭车控制系统
• 5.1 引言
• 5.2 无线控制的总体方案
• 5.3 梭车控制的核心问题
• 5.4 梭车的仿真控制试验方案
• 5.4.1 上位机控制平台
• 5.4.2 无线收发模块的软、硬件设计
• 5.5 试验结果显示
• 5.6 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介