摘要：起重机作为一种可重复使用的起重工具，早在公元前10年就被古罗马建筑师维克多·鲁比埃所提及。可以说，它有着悠久的发展历史。随着设备的不断改进，起重机在工厂生产、金属冶炼、货物装卸等方面得到了广泛的应用。同时，为了更合理地设计和使用起重机等设备，对其主要技术性能参数的设置十分重要。本文采用MEMS技术和起重系统动力学建模方法对起重机制动滑移进行了研究，开发了一套起重机制动滑移检测系统。通过拉格朗日方程对系统进行分析，构成了起重机起升系统的非线性动力学模型。起重机制动器打滑检测系统的硬件结构主要基于MSP 430单片机，采用MEMS传感器作为数据采集模块，采集外部信号，如磁场信号、角速度信号和速度信号。该系统通过设计串行通信和无线网络通信，成功搭建了上位机与下位机之间的桥梁，其中串行通信主要负责MSP 430两者的通信。系统的电源模块采用锂电池作为电源。

关键词： 起重机；MEMS；下滑量远程监控系统；拉格朗日方程；动力学建模

Design of remote monitoring system for crane glide

Abstract：As a reusable lifting tool, crane was mentioned by ancient Roman architect victor lubiere as early as 10 BC. It has a long history of development. With the continuous improvement of equipment, cranes have been widely used in factory production, metal smelting and cargo handling. At the same time, in order to design and use crane equipment more reasonably, it is very important to set up the main technical performance parameters. In this paper, the braking slippage of crane is studied by MEMS technology and the dynamic modeling method of crane system.The nonlinear dynamic model of crane hoisting system is constructed by using Lagrange equation to analyze the system. Crane brake skid test system hardware structure based mainly on MSP 430 single chip microcomputer, the MEMS sensor as the data acquisition module, collecting external signals, such as magnetic signals, angular velocity and speed signal. By designing serial communication and wireless network communication, the system has successfully built a bridge between the upper computer and the lower computer, in which serial communication is mainly responsible for MSP 430 and MSP 430. The power module of the system USES lithium battery as the power supply.

Key words: crane;MEMS;braking declines detection system;Lagrange equation; dynamic learning model

目录

1  绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 起重机状态检测技术研究现状 1

1.2.2 起重机下滑量检测技术研究现状 3

1.3 本文的研究内容 4

2  起重机下滑量远程监控系统的总设计方案 5

2.1 起重机下滑量远程监控系统功能需求分析 5

2.2 起重机下滑量远程监控系统的方案设计 5

2.2.1 总体结构设计 5

2.2.2 运行参数采集子系统设计 6

2.2.3 理论计算子系统设计 8

3  起重机下滑量检测系统动力学建模 9

3.1 起重机下滑量检测系统动力学建模 9

3.1.1 模型的研究与分析 9

3.1.2 模型的建立与简化 9

3.2 起重机吊重系统的二维动力学模型 10

3.2.1 基于拉格朗日方程的动力学建模 10

3.2.2 拉格朗日方程模型构建 11

4  起重机运动参数采集系统软件设计 12

4.1 监控检测系统下位机软件设计 12

4.1.1 下位机软件主程序设计 12

4.1.2 系统初始化模块软件设计 12

4.1.3 数据采集模块软件设计 15

4.1.4 通信管理模块软件设计 15

4.2 起重机下滑量检测系统上位机软件设计 17

4.2.1 人机界面设计 17

4.2.2 TCP通信软件设计 19

5  系统测试与实验分析 22

5.1 起重机下滑量数据采集系统测试 22

5.2 实验数据分析 22