塔机群防碰撞系统的算法设计和系统仿真

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1、分类号学号M201372418学校代码10487密级硕士学位论文塔机群防碰撞系统的算法设计和系统仿真学位申请人：顾超学科专业：控制工程指导教师：陈智华副教授答辩日期：2015年5月25日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementstheDegreeofMasterofEngineeringTheAlgorithmDesignandSystemSimulationofAnti-CollisionSystemforGroupofTowerCranesCandidate:GuChao

2、Major:ControlEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.ChenZhihuaHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay25th,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签

3、名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着我国城市化进程的加快，塔式起重机因其塔身高，起重量大，作业范围广等特点，在建筑

4、工地的应用越来越广泛。但大型的施工现场往往都需要多台塔机同时作业，这不免会造成塔机作业区域重叠。如果操作不当，则容易引起一系列的塔机安全事故。因此，塔机群防碰撞系统的研究工作意义重大。本文对塔机和障碍物进行了数学建模，分类讨论了塔机的几种碰撞形式。在传统塔机防碰撞算法的基础上做了改进处理，提出了一种择优路径智能避让算法。每台塔机监控系统接收其它塔机参数信息，如位置坐标、前臂长、旋转角速度等。通过算法处理，输出控制决策，合理避让与自身作业区域存在重叠的塔机。为了塔机与塔机之间信息实时的交互，系统采用Wimi-net无线解决方案。文中介绍了Wimi-ne

5、t无线自组网模型，对塔机无线通信流程进行了分析，详细阐述了塔机参数信息的发送、接收和解析。在实验平台方面，课题选择SQLite数据库管理塔机参数信息；选用Qtcreator作为开发工具，设计人机交互界面，通过界面模拟塔机的运行状态。当塔机有可能碰撞时，系统软件会报警提醒驾驶员注意危险。最后，对塔机防碰撞系统软件进行了仿真实验。结果表明塔机能够完成避让和防碰撞的要求，验证了算法的可行性和有效性，达到了课题的研究目的。关键词：塔式起重机防碰撞避让算法Wimi-netI华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththeacceleratingurban

6、izationinChina,thetowercraneshavebeenmoreandmorewidelyappliedinconstructionsitesonaccountofthefeaturessuchashightowerbody,heavyliftingweightandwideoperatingrange,etc.Whileinmostcases,large-scaleconstructionsitesrequiremultipletowercranestooperatesimultaneously,whichwillinevitab

7、lycauseoverlappinginoperationarea.Incaseofanyimproperoperation,itwilleasilycauseaseriesofaccidentsoftowercranes.Therefore,thereisveryimportantandpracticalsignificanceinthestudyofanti-collisionsystemforgroupoftowercranes.Thisthesishascarriedonmathematicalmodelingoftowercranesand

8、obstacles,aswellasclassifieddiscussionofseveralanti-co