摘 要

运梁车是桥梁建设工程中重要的搬运设备，采用全液压驱动，并配有现代的微电子控制系统，是一种“机、电、液”一体化的新型工程机械。

运梁车的核心就是如何实现转向控制，在运输中保证系统的同步性和响应性。本论文对运梁车转向控制模式进行了分析，建立了数学模型。介绍了全液压转向系统的工作原理，基于PID算法，就如何实现运梁车转向控制进行了探讨。

在本论文的转向控制系统中，主要是通过输入手柄来控制车轮组转向角度，通过PLC实现对编码器转向力的控制，然后利用PID算法进行调节，将转向指令传给位于轮组的电磁阀，通过电磁阀来控制液压缸的伸缩从而使车轮按照特定角度进行左右转向。利用EPLAN软件绘制了其电气原理图的配电部分、EPEC模块输入以及EPEC模块输出部分。利用CoDeSys软件对基于PID算法的转向控制进行编程，实现对转向较为精确的控制。

本论文对基于PID算法的运梁车转向控制系统进行研究，不仅可以提高运梁车的转向性能、改善转向特性，同时还可以提高生产效率和经济性。

关键词：全液压转向系统；电控液压式转向控制系统；PID算法；EPEC控制器；

Abstract

This article is based on the PID algorithm for steering control system of the transporting girder vehicle research, in this steering control systems, Through the handle to control vehicles wheel steering Angle input , and the PLC control system for the encoder to force, PLC control system of steering torque limiter in using PWM control signal output. Then by using PID algorithm to adjust angle, then turn to instruction to the solenoid valve of wheelset. The electromagnetic valve is control the scale of the hydraulic cylinder so as to the specific Angle of the wheel to turn left or right. Applied in the engineering design is used in the steering system of EPEC dedicated controller in this system and completed the input/output hardware system configuration and the corresponding control electrical schematic design. The article is complete the I/O initialization program, PID algorithm initialization program and the preparation of the functional application.

This article analyzes the transporting girder vehicle steering control model, the incremental PID algorithm throughout the hydraulic steering control system with the critical ratio method to determine the PID parameters. The article use EPLAN software to draw the distribution part of the electric schematic diagram, EPEC module import, EPEC module output, and use CoDeSys software for programming based on PID algorithm to control to realize the accurate steering control.

This article is based on the PID algorithm for steering control system of the transporting girder vehicle research, not only can improve the efficiency of the transporting girder vehicle steering performance, improve the steering characteristics, at the same time also can improve the production efficiency and economical efficiency.

Key Words： full-hydraulic steering system; Electronic controlled hydraulic steering control system;EPEC controller; PID algorithm;

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外现状分析 1

1.3 本文主要研究内容 4

第2章 运梁车转向控制系统原理 5

2.1 全液压转向系统的工作原理 5

2.2 转向控制系统数学模型 8

2.3 PID调节器工作原理 10

2.3.1 PID调节器工作原理 11

2.3.2 运梁车中PID模型的建立 13

第3章 运梁车转向控制系统硬件分析 16

3.1 转向系统硬件结构及工作过程 16

3.2 转向系统关键元器件——控制器 17

3.3 系统硬件电路 20

3.4 系统优化分析 21

第4章 转向系统控制的软件设计 25

4.1 程序框图的编写 25

4.2 控制程序的编写 26

4.2.1 I/O初始化 27

4.2.2 PID调节程序 29

4.2.3 单个轮组程序 31

4.2.4 多个轮组程序 32

第5章 总结与展望 37

5.1 总结 37

5.2经济性分析 38

参考文献 39

致谢 40

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

在我国经济蓬勃发展，军事、桥梁、机械、船舶、冶金以及石油化工等各个应用领域不断扩大，大型工程建设逐渐增长，在大型的工程中，所需要用到很多的重型设备及重型结构的运输，因此类似于运梁车一类的运输设备需求也变得多了起来。在大海上开采石油所需要用到的石油作业平台运输；造船厂的造船作业时，需要将船体进行运输搬运；道路桥梁建设的梁片的运输安装。尤其是近年来我国在道路桥梁设计行业发展迅速，为我国在国际竞争中获得了巨大的优势。

道路桥梁工程建设中对运梁车的需求越来越大，运输梁片的运梁车作为一种重型的运输搬运装备，对道路桥梁的工程建设的作用也变得越来越重要了。随着各国经济建设竞相发展，对交通运输的需求也越来越大，道路桥梁的建设工程渐渐的多了起来，运梁车的需求量月是一年比一年多。科学技术水平发展的越来越迅速，运梁车在实际应用和研究中，不断的改进，运梁车的各个方面的性能都有了很多的进步。运梁车的进步与发展带动了道路桥梁建设的进步，使梁片的安装变得安全、便捷。桥梁的建设带动了交通运输业的发展，使道路四通八达。为我国的物流业做出了贡献，同时也带动了经济的发展。

根据我国的运梁车的应用现状研究，国产的运梁车在应用的过程中，运梁车在转向的过程中，轮子在响应转向指令上还有些慢，转向时，也不够平稳。本论文基于PID算法对运梁车线控转向系统控制进行研究，不仅提高了运梁车的转向时轮子的及时响应性而且使转向的过程中十分的平稳，提高了梁片运输的效率。同时还将转向机构简化为一个转向手柄，增加了操作空间，使得操作简单而且安全。

1.2 国内外现状分析

运梁车属于道路桥梁中的运输工程机械，桥梁轮胎式运梁车十分广泛的应用于桥梁、路桥建设等领域。它采用全液压驱动，并配有智能的PLC电子控制系统和智能的EPEC控制器，是一种“机、电、液”一体化的现代化的重型运输机械。