爬楼梯的自行轮椅车设计(含全套CAD图纸) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 23:46:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

6.2系统运行原理

在给定电压 输入下,电机1在控制器1及驱动电路1的作用下开始运行,控制器1将预定转速转化为信号使驱动电路作用直流电机,使之达到预定转速。同理,直流电机2在控制器2及驱动电路2的作用下运行,测速传感器2将电机1的速度数据与电机1测速传感器测得的速度数据进行比较,将电机1和电机2的速度差值作为反馈系统的输入量,通过调节,使电机1和电机2实现同步控制的目的。

6.3建立数学模型

(1)控制器

图6.2 控制器电路图

1可得 G?Kp(1??Tds)

TisR1C1?R2C2 Kp?RC12式中

Ti?R1C1?R2C2 Td?R1C1R2C2R1C1?R2C2

本方案的控制器,承担着对输入信号进行控制的任务,除了对干扰信号的清除作用之外,

还兼具有整流作用。在整个控制过程当中,也会对输入信号的其他一些因素起到一定的影响。放大功能就是其中之一,由于在控制器之后会再直接接上驱动电路,起到真正的放大信号作用,最终实现对电机的驱动。所以控制器还是以实现控制作用为主。所以在考虑参数的选择的时候,应该尽量考虑到对输入信号的控制和整流等,而不是使信号放大。所以应注意适当选取比例,微分,积分参数(通过实验可获得较好的效果)。

由此可得控制器框图:

Kp(1?1?Tds) Tis

图6.3 控制器框图

(2)驱动器

图6.4 驱动器电路图

我们选取驱动电路的目的,是为了对输入信号进行放大,输入一个较小的信号,经过驱动电路放大之后,使之能够达到对电机驱动的目的。结合相应的实际情况,可以选取驱动器当中的两个放大器件K0, K1串联。

由此可得驱动器框图:

K0 K1

图6.5 驱动器框图

(3)直流电机

图6.6 直流电机的等效电路图

由直流电机的等效电路图可得:

Ua(t)?Ladia(t)?RaIa(t)?Ea dtEa为电枢反电动势,方向与电枢电压相反 Ea?Ce?m(t)

Ce为反电枢系数,电磁矩方程 Mm(t)?C)mia( tCm为电机转矩系数,Mm(t)为电枢产生电磁转矩

转矩平衡方程:Jm联立上式:

d?m(t)?fm?m(t)?Mm(t)?Mc(t) dtfm为粘性摩擦系数;Jm为转动惯量

d2?m(t)d?m(t)LaJm?(Lf?RJ)?(Rafm?CeCm)?m(t)amam2dtdt

dMc(t)?CmUa(t)?La?RaMc(t)dt电感La一般较小,此处做忽略处理得

d?m(t)Tm??m(t)?KmUa(t)?KcMc(t)

dt

其中电机时间常数

Tm?RaJm

Rafm?CmCeKm?Cm

Rafm?CmCe

电动机传递系数 Kc?拉普拉斯变换后得:

G(s)?KmKm ??(s)?aS(TmS?1)Ra

Rafm?CmC e

由此可得电动机框图:

Kms(Tms?1) 图6.7 电动机框图

(4)测数传感器

图6.8测数传感器电路图

传感器将电机的转速转化为电信号并给予输出 所以测试传感器框图为:

K3s

图6.9 试传感器框图

(5)系统函数方框图

图6.10系统函数方框图