DSP控制的自适应电梯门机系统

DSP控制的自适应电梯门机系统 2012-07-19##############2012-07-19#######2#012-07-19######## D SP 控制的自适应电梯门机系统 1 2郎东革,姜润峰 ()11 沈阳工程学院 自动控制工程系 ,沈阳 110136 ; 21 太平湾发电厂 通讯部 ,辽宁 丹东 118000 摘 要 : 介绍了以数字信号处理器 DSP 为控制核心 ,以智能控制功率模块 IPM 为驱动 ,以无刷直流电机作为伺服电机 的高性能电梯门机交流伺服系统的设计 ; 阐述了设计的目的 ,说明了门机运行曲线的形成及加减速运行时按 S 曲线的 点 ,给出了加减速运行时 S 曲线的具体形成方法 ;针对门机控制系统的控制策略进行了详细的研究 ,将自适应控制理论 引入了电梯的门机控制系统中 ,提高了系统的性能 . 关键词 : 数字信号处理器 ;交流伺服系统 ;电梯门机 () 文献标识码 : A 文章编号 : 1673 - 1603 200703 - 0279 - 03 中图分类号 : TP273 ,因而门机运 由于电梯门机的开关动作非常频繁 111 电机的选择 ( 行的快速性和可靠性对保证电梯的正常工作十分重 这里 采 用 无 刷 直 流 电 机 The Brushless DC Mo2 ) 要 . 老式电梯的门机系统一般由电动机配以继电器 、限 tor ,简称 BL DCM,它是用装有永磁体的转子取代有 位开关和电阻等实现开关门的控制 ,这种门机运行单 刷直流电机的定子磁极 ,用具有多相绕组的定子取代 一 ,开关门的平稳性较差 ,已无法满足新型电梯的技术 电枢 ,用固态逆变器和轴位置检测器组成的电子换相要求. 在电力电子技术和数字控制技术日趋成熟的今 器取代机械换相器和电刷 . 所以 ,它既具有直流电机控 天 ,数字信号处理器处理数据的速度已大大提高 ,能力 制简单 、调速精度高 、不会失步的优点 ,又具有交流电 也迅速增强 ,使得快速处理大量传感器采集的信息成 机体积小 、寿命长 、维护方便的特点. 为可能. 同时 ,还出现了各种形式的控制器件 ,其中数 112 控制及驱动器件的选取 字信号处理器 DSP 器件 ,以其哈佛总线结构的特点使 系统选用了美国 T I 公司的 TM S320L F2407A 芯 片作为控制器的处理单元. 该芯片专为工业自动控制 其发展极为迅速. 这里就以 DSP 作为控制核心形成了 一套完整的电梯门机控制系统 ,使门机运行采用加/ 减 设计 ,它的最 高 工 作 频 率 为 40 M Hz , 指 令 周 期 为 20 速方式 ,且在加/ 减速时按 S 曲线运行 . 这种智能化的 ns ,片内内置 32 K ×16 位 FL A SH ,可存放用户程序 , 门机控制系统具有运行曲线可调 ,即运行时各控制点 FL A SH 可加密 ,有 40 个 I/ O 引脚. DSP 片内内置 215 的运行速度 、加减速度可控 ,具有开关门快速而平稳的 K ×16 位 DA RAM ,可配置成数据存储区和程序存储 ( 特点. 区 ;DSP 片外扩展 64 K ×16 位 SRAM 32 K 程序 ,32 ) K 数据,16 路 AD 转换器 、4 路通用定时器 ,具有产生1 课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 研究的主要内容 16 路 PWM 波的内置模块和脉冲编码捕获电路 . 电梯门机控制系统是执行门机开关的伺服控制机 控 制 系 统 的 输 出 器 件 选 用 了 富 士 公 司 的构 ,要使电梯门快速打开 、关闭 ,一方面要解决速度问 6MB P15 R H060 ,该器件将控制电路功能和大功率电子 题 ,还应考虑减少机械的碰撞以提高其使用寿命及防 开关器件集成在一起的新型模块 ,称为智能控制功率 夹 、报警等安全问题. 这就要求电梯门不能按匀速运 ( ) 模块 Intelligent Power Mo dules ,简称 IPM. 这种器件行 ,而应采取加速 、减速的运行方式 . 要使门机在加速 、 减速运行时平稳 ,选择好的伺服电机 ,设计出优良的控 将输入隔离 、能耗制动 、过温 、过压 、过流保护及故障诊 制电路 ,施以现代化的先进的控制策略是所需要研究 断等功能全部集成于 1 个不大的模块之中. 其输入逻 辑电平与 T TL 信号完全兼容 ,与微处理器的输出可以 的问题. 直接接口. 它的应用显著地简化了控制单元的设计 ,并 2012-07-19##############2012-07-19#######2#012-07-19######## 实现了控制系统的小型化和微型化 . 数的设置及显示 ;通信接口为与整个电梯系统连接而 113 模型参考自适应控制的实现设 . 总体电路如图 2 所示. 若使门机运行采用加/ 减速方式 ,且在加/ 减速时 按 S 曲线运行 ,采用局部参数最优化理论设计模型参 考自适应系统是一种有效的方法. 当被控对象的特性 由于外界的改变或其他干扰的影响而发生变化时 ,自 适应机构对某些可调参数进行调整 ,以补偿外界环境 或其他干扰对系统性能指标的影响. 由模型和被控对 象之间的广义误差所构成的性能指标 I P依赖于可 R M Θ调参数. 因此 ,可以将性能指标看作参数空间中的一 (Θ) 个超曲面并用 I P= f 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示. 然后 ,利用非线性规 R M 图 2 系统硬件总体电路 划中有关算法 ,在这个超曲面上进行搜索 ,使得 I P R M 达到最小值 ,或使它处于最小值的某个邻域中. 其原理 电梯门运行过程的设计3 如图 1 所示. 门机运行的位置如图 3 所示. 图中纵坐标表示运 行速度 ,横坐标表示行程. 横坐标上方的曲线表示关门 运行状态 ,下方表示开门运行状态 ,各状态点的意义如 下 . 图 1 模型参考自适应控制系统的典型结构 广义误差为图 3 门机运行位置 ( )e = y - y 1 m q O E :开门宽度 ,由门的规格决定.所选性能指标为 E G :门刀开闭行程 ,常规为 35 mm.t 1 2 O 点 :为开门到位极限点. 门运行到 A 点时 ,开门 τ( ) I P= 2 e d R M? 2t0 速度由降至并一直保持 ,实际上 O 点没有速度 , 只有 设计目标 一个维持开门的堵转力 . t 1 2 E 点 :为关门到位极限点. 门运行到 D 点时 ,电机 τ( ) M I PM 3 = e d i n R Mi n? 2t0 断电 ,依系统的惯性停于 E 点 . 或 G 点 :门刀打开极限点. 门刀开至 F 点时电机断 t ?? ( )lim e = 0 4 电 ,依系统的惯性停于 G 点 . F 点设置有限位开关 ,输 出开关信号给控制系统 . 2 电路的实现 B 点 :开门运行时 ,高速转低速切换点. 电梯的门机控制系统主要由主控器 DSP 、测速电 C 点 :关门运行时 ,高速转低速切换点. 路 、调节电路 、驱动电路 、保护电路和显示电路组成. 系 由图可见 ,门机由一种速度转换为另一种速度的 统测速是由光电编码器采用测频法完成 ,实际速度与 过程 ,并不是线性加速或减速 ,而是按照 S 曲线的方 模型速度值相比较 ,通过自适应律调节主控器输出的 式运行. 以开门时速度由 n升至 n为例 , 说明加/ 减 1 2 PWM 信号 ,从而控制驱动电路 ,完成 IPM 对电机速度 速时 S 曲线的形成过程和自适应控制的实现 .的调整 ,使之运行状态与参考模型相一致. 各种保护电 首先 ,将该段曲线离散化 ,分为 m 个样点 ,每个样 路可实现系统的安全工作 ; 键盘及显示电路可完成参 点都有与之相对应的时间和速度 ; 将样点的时间和速 [ 8 ] 万健如 ,宋献斌 ,孙洋建 . 电梯门机交直流两用调速系统 度值存入 DSP 或扩展的存储器中 ,形成一个 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的参 () 设计 [J ] . 起重运输机械 ,2004 4. 考模型.[ 9 ] 万健如 ,刘春江 ,刘洪池 ,等 . 双极式直流 PWM 电梯门机 当电梯门机运行时 ,通过测速电路得到实际速度 () 调速系统设计与应用 [J ] . 制造业自动化 ,2002 4. [ 10 ] 刘文泽 ,冯顺萍 ,方昌始. 门宽自学习及运行参数的修改 值 ,将此值与模型值比较 , 进行自适应补偿计算并对 () 在电梯门机系统的应用 [J ] . 电气传动 ,2002 4. DSP 输出的 PWM 信号进行调整 ,完成自适应控制. [ 11 ] 杨世凤 . 东洋电梯门机控制系统的技术改造 [J ] . 中国农 () 业大学学报 ,1996 2.4 结论 [ 12 ] 万健如 ,刘洪池 ,万 远 . 无机械连杆软传动电梯门机 () [J ] . 起重运输机械 ,2003 1.详细地分析了门机运行的过程 ,指出了系统运行 [ 13 ] 尹志英 ,谢拴勤 , . 自适应控制在电梯门机系统中的应用时存在的一些问题 ,并给出了解决这些问题的具体方 () [J ] . 电气传动自动化 ,2006 1. 法 . 针对门机系统受环境 、时间的影响 ,该系统运用了 [ 14 ] 徐晓宁 ,张新建 . 电梯门机控制器的研究 [J ] . 广州大学学 () 报 :自然科学版 ,2003 4. 现代控制方法 ———自适应控制对门机加/ 减速运行时 [ 15 ] 张邦成 ,陈兆峰 ,杨晓红 ,等 . 基于数字信号处理器的变频的 S 曲线进行补偿 ,更好地改善了系统运行的性能. 通 () 调速系统设计 [J ] . 电机与控制应用 ,2006 1.过以上所述的设计 ,使得系统运行稳定 ,工作可靠 ,很 [ 16 ] 陈国金 ,姚寨荣 ,孙 宏. 交流电动机矢量控制的 DSP 实 () 现 [J ] . 机电工程 ,2004 6. 好地实现了电梯门机系统的控制 ,实现了设计的目的. [ 17 ] 佘 艳 ,佘远华 . 全数字矢量控制 SV PWM 的变频调速系参考文献 () 统实现 [J ] . 电力自动化设备 ,2006 2.[ 1 ] 郝 奎 ,曹 坤 ,夏超英. 基于 DSP 的感应电动机矢量控 [ 18 ] 孙鹤旭 ,永书麟 . DDC 矢量控制的变频调速系统 [J ] . 辽宁 () 制系统 [J ] . 电力电子技术 ,2001 5. () 工程技术大学学报 ,1988 3. [ 2 ] 谭子求 ,殷小贡 ,蒋云峰 ,等 . 基于 DSP 的大容量智能充电 [ 19 ] 李晓静 ,周书晴. 一种基于 DSP 的变频调速系统的 SV P2() 系统的研究与设计 [J ] . 电源技术 ,2004 5.() WM 控制方法 [J ] . 电力自动化设备 ,2005 9. 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Taipingwan Powe r Plant ,Cummunic atio n Dep artme nt Dando ng 118000 ,China Abstract : This paper int ro duces design of high perfo r mance elevato r doo r moto r co nt rol system. The D PS is t he co n2 t rol cent re of system ,t he IPM is t he driver and t he BL DCM is t he SM . The p urpo se of t he design is expo unded ,and t he advantage of elevato r doo r moto r running acco rding to S - curve during acceleratio n and deceleratio n is explained ; and a way to fo r m S - curve is show n . A met ho d of elevato r doo r moto r co nt rol system is lucubrated. In o rder to im2 p rove t he perfo r mance of t he system ,adap tive co nt rol t heo ry is int ro duced. Key words : D PS ;AC Servo system ; Elevato r doo r moto r Your requestcould not be processed becauseof a configurationerror: "Could not connect to LDAPserver." For assistance,contact your network support team. file:///C|/Users/Administrator/Desktop/新建文本文档.txt 涵盖各行业最丰富完备的资料文献,最前瞻权威的行业动态,是专业人士的不二选择。 file:///C|/Users/Administrator/Desktop/新建文本文档.txt2012/8/26 12:19:58