基于dsPIC的闸机扇门控制系统研究 [复制链接]

资料简介：
硕士学位论文 基于dsPIC的闸机扇门控制系统研究，共77页。
摘要  
扇门式闸机具有机械噪声小、安全可靠性高等特点,被广泛应用于轨道交通自动售检票系统和公共场合门禁系统,由于我国的闸机研究起步较晚,闸机控制系统的性能与国外先进的产品还存在一定的差距,因此关于如何提高扇门式闸机的控制性能研究正逐渐引起人们的关注。
本文以扇门式闸机控制系统为研究对象,主要工作如下br />⑴提出了闸机扇门控制系统的总体设计方案,选取永磁同步电机作为扇门驱动电机,利用采样电阻和旋转变压器实现驱动电机三相定子电流、转子转角的测量,根据闸机控制系统的特点选用dsPIC33FJ64MC506作为控制系统的主控芯片。
(2)进行了闸机扇门控制系统的硬件电路设计,以dsPIC芯片为核心,主要设计了微处理及其外围电路、电源模块电路、模拟釆样电路、主功率驱动电路、系统故障检测及保护电路、通信接口电路等。
(3)结合扇门运动模型分析扇门系统运动过程中负载转矩和转动惯量的特点,根据永磁同步电机的矢量控制原理,利用simulink工具搭建永磁同步电机控制系统模型,对速度环分别采用常规H控制与模糊PI控制进行了仿真对比分析。
(4)进行了闸机扇门驱动控制系统的软件设计,根据扇门控制系统的控制要求进行了软件的总体规划,然后对各个模块程序进行详细的设计。
最后进行硬件电路的调试及扇门式闸机实物平台的功能验证,实验证明该控制系统取得了良好的控制特性。
关键词:扇门闸机,永磁同步电机,dsPIC,矢量控制,模糊PI控制

目 录
Abstract    II
1绪论    1
1.1课题研究背景及意义    1
1.2闸机扇门控制系统相关技术研究现状    2
1.2.1永磁同步电机控制技术    2
1.2.2现代智能控制技术的应用    3
1.3论文主要研究内容和安排    4
2闸机扇门控制系统总体设计及其关键技术    7
2.1闸机扇门的结构及其控制性能指标    7
2.1.1闸机扇门结构    7
2.1.2扇门控制指标    8
2.2扇门控制系统总体方案设计    8
2.3主要器件选型    9
2.3.1扇门驱动电机    9
2.3.2核心处理器芯片    11
2.3.3检测传感器    12
2.4扇门驱动电机控制技术    14
2.4.1空间电压矢量控制技术    14
2.4.2电机转子初始位置定位    16
2.5本章小结    17
3扇门控制系统硬件电路设计    19
3.1微处理器及其外|t;|接口电路    19
3.2 Hi源模块屯路设汁    20
3.3AD采样接口电路    21
3.3.1旋转变压器接口电路    22
3.3.2三相定子电流采样电路    23
3.4故障检测及保护电路    24
3.4.1过流保护电路    24
3.4.2过热保护电路    25
3.4.3母线电压保护电路    25
3.5主功率电路设汁    26
3.5.1三相整流桥电路设计    26
3.5.2功率驱动电路设计    27
3.6拨码开关及LED显示电路    29
3.7通信电路设计    29
3.8硬件可靠性分析    30
3.9本章小结    31
4控制算法的研究及仿真    33
4.1控制算法研究    33
4.1.1常规PID控制    33
4.1.2模糊控制    34
4.1.3模糊PI控制    35
4.2控制对象分析    36
4.2.1驱动电机数学模型    36
4.2.2扇门控制对象分析    37
4.3祯于模糊PI的永磁同少电机控制系统仿真    39
4.4本章小结    42
5闸机扇门控制系统软件设计    43
5.1扇门控制系统软件总体设汁    43
5.2扇门系统主程序设计    44
5.2.1芯片初始化    45
5.2.2拨码开关信号采集    46
5.3.3扇门操作处理程序    46
5.2.4动测试程序    48
5.2.5故障处现程序    49
5.3扇门系统中断处理程序    50
5.3.1AD屮断处现程序    50
5.3.2CAN通倍屮断处理    53
5.4本章小结    54
6实验调试及数据分析    55
6.1实验设缶及软件界而介绍    55
6.2系统调试结果数据分析    57
6.2.1转子初始位置定位    57
6.2.2电流环分析    58
6.2.3速度环分析    59
6.2.4开关门运动过程分析    61
6.3本章小结    64
7总结与展望    65
致 谢    67
参考文献    69

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