本文關(guān)鍵詞：電動叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)研究

  更多相關(guān)文章： EPS控制器 轉(zhuǎn)向系統(tǒng) DSP 無刷直流電機(jī) Simulink仿真

【摘要】：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是叉車安全行駛、提高作業(yè)效率的核心系統(tǒng)之一。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保意識的增強(qiáng),電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因自身的優(yōu)點(diǎn)正逐漸取代傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被應(yīng)用在電動叉車上。本文研究電動叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略和控制單元軟硬件設(shè)計(jì)方法,論文的主要工作總結(jié)如下：首先,研究電動叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略。以無刷直流電機(jī)為核心,從助力控制策略、PID閉環(huán)控制算法和PWM調(diào)制方式等方面對電動叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相關(guān)控制策略進(jìn)行了研究；其次,建立助力電機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型,并進(jìn)行仿真分析。為了驗(yàn)證所研究的控制策略在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的控制效果,建立了無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型,并對控制器和無刷直流電機(jī)建立了Simulink仿真模型,通過仿真分析得到PID參數(shù)、扭矩傳感器、電機(jī)電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速等各種信號經(jīng)過控制策略運(yùn)算后的波形；第三,研究電動叉車助力轉(zhuǎn)向控制器硬件設(shè)計(jì)方法。提出了以TMS320F28035數(shù)字信號處理器為主控芯片、DRV8301無刷直流電機(jī)前置驅(qū)動器為驅(qū)動芯片的硬件電路設(shè)計(jì)方案；第四,設(shè)計(jì)了電動叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器軟件系統(tǒng)。根據(jù)研究成果,設(shè)計(jì)了控制器軟件程序,并設(shè)計(jì)了上位機(jī)軟件系統(tǒng)。最后,樣機(jī)設(shè)計(jì)及其測試分析。根據(jù)研究結(jié)果制作了控制器樣機(jī),并在叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)平臺上進(jìn)行測試,實(shí)驗(yàn)表明,控制器樣機(jī)能夠滿足電動叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求。另外,實(shí)驗(yàn)得到的電壓和電流波形與Simulink仿真結(jié)果吻合,證實(shí)了控制策略的有效性和控制器軟硬件設(shè)計(jì)方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：EPS控制器 轉(zhuǎn)向系統(tǒng) DSP 無刷直流電機(jī) Simulink仿真
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH242;TM33
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述11-13
• 1.2 叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.1 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14
• 1.3 助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向14-15
• 1.4 論文研究的意義15-16
• 1.5 課題來源和主要研究內(nèi)容16-19
• 第二章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略研究19-33
• 2.1 叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理19-20
• 2.2 叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機(jī)特征研究20-25
• 2.2.1 有刷直流電機(jī)20-21
• 2.2.2 交流感應(yīng)電機(jī)21-23
• 2.2.3 無刷直流電機(jī)23-25
• 2.3 助力控制策略研究25-28
• 2.4 電機(jī)控制策略研究28-32
• 2.4.1 模擬PID原理28-29
• 2.4.2 數(shù)字PID原理29-30
• 2.4.3 PID參數(shù)整定30
• 2.4.4 PWM調(diào)制方式比較30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 電機(jī)控制系統(tǒng)仿真分析研究33-39
• 3.1 無刷直流電機(jī)模型建立33-36
• 3.2 控制器模型建立36-37
• 3.3 仿真分析37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 電動叉車助力轉(zhuǎn)向控制器硬件設(shè)計(jì)研究39-57
• 4.1 常規(guī)EPS控制器硬件設(shè)計(jì)方案39-45
• 4.1.1 總體硬件結(jié)構(gòu)39-40
• 4.1.2 功率驅(qū)動電路40-41
• 4.1.3 48V降壓轉(zhuǎn)換電路41-42
• 4.1.4 電流采樣方式及檢測電路42-44
• 4.1.5 故障檢測電路44-45
• 4.1.6 主控芯片45
• 4.2 EPS控制器硬件方案設(shè)計(jì)45-47
• 4.3 功率驅(qū)動電路及散熱設(shè)計(jì)47-49
• 4.3.1 功率驅(qū)動電路47-48
• 4.3.2 驅(qū)動電路散熱設(shè)計(jì)48-49
• 4.4 降壓轉(zhuǎn)換電路及工作原理49-51
• 4.5 電流檢測電路及工作原理51-53
• 4.6 主控芯片的特性分析53-55
• 4.6.1 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制要求53-54
• 4.6.2 數(shù)字信號處理器的優(yōu)勢54
• 4.6.3 DSP最小系統(tǒng)54-55
• 4.7 故障診斷機(jī)制55
• 4.8 總體方案確定55-56
• 4.9 本章小結(jié)56-57
• 第五章 電動叉車助力轉(zhuǎn)向控制器軟件設(shè)計(jì)研究57-69
• 5.1 軟件控制流程57-62
• 5.1.1 系統(tǒng)主程序57-59
• 5.1.2 周期性定時(shí)中斷59-62
• 5.2 數(shù)據(jù)精度62-63
• 5.3 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)63-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 樣機(jī)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析69-85
• 6.1 電機(jī)功率的計(jì)算69-72
• 6.1.1 車輪的滾動摩擦阻力矩69-70
• 6.1.2 車輪的滑動摩擦阻力矩70-71
• 6.1.3 車輪的摩擦阻力轉(zhuǎn)矩71
• 6.1.4 電動機(jī)的選擇71-72
• 6.2 控制器實(shí)物圖72-74
• 6.3 控制器硬件測試74-76
• 6.3.1 降壓轉(zhuǎn)換器輸出電壓74-75
• 6.3.2 保護(hù)功能測試75-76
• 6.4 控制器軟件調(diào)試76-78
• 6.4.1 PWM輸出波形76-77
• 6.4.2 上位機(jī)調(diào)試界面77-78
• 6.5 叉車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果78-83
• 6.5.1 試驗(yàn)平臺78
• 6.5.2 系統(tǒng)調(diào)試78-80
• 6.5.3 濾波原理80-81
• 6.5.4 調(diào)試結(jié)果81-83
• 6.6 本章小結(jié)83-85
• 第七章 總結(jié)與展望85-87
• 7.1 總結(jié)85-86
• 7.2 不足和展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 致謝91-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄92

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本文編號：933276