基于TRIZ的环形立体车库控制系统的设计与研究

随着汽车工业的兴起,“停车难”问题严重制约着城市经济的发展,而立体车库的出现及时缓解了这一矛盾。本文在参考大量相关文献的基础上,结合院校与企业合作实际工程项目,以双环垂直旋转式立体车库为研究载体,对立体车库的控制系统、存取策略及可靠性进行了设计与研究。以TRIZ理论中的技术进化法则为基础进行用户需求分析,通过分析TRIZ理论提供的进化模式与进化路线,建立控制系统的功能模型,确定了最终的设计目标。通过对双环垂直旋转式立体车库工作方式及工作流程的分析,确定了立体车库系统的控制方式及控制结构,形成了以IPC为管理级、PLC为直接控制级、用户操作为中间操作级的集散式控制系统。并针对功能模型中的具体功能进行了单独设计,给出了旋转单元、搬运器无线接收单元、车辆检测与信息记录、组态单元的具体设计及控制系统电路图、PLC接线图。在分析了排队论及车流出入规律的基础上,进行立体车库存取车控制策略的研究,建立了双环垂直旋转式立体车库的时间数学模型,利用MATLAB软件进行仿真计算分析,通过比较选取最优的控制策略。最后对控制系统整体进行可靠性分析,找出了系统中的薄弱环节,通过总线冗余的方法进行改进,并利用马尔柯夫过程转移理论进行计算分析,验证了改进方法的可行性。