基于直线电机的电梯门机控制系统的研究

摘要

电梯门机系统是一个典型的机电一体化控制系统，它涉及到机械设与制造、数字信号处理、控制理论等多种学科知识。而门机作为整个电梯门机系统的动力装置，它的性能优劣很大程度影响了门机系统的稳定与可靠性。具有能够无须接触直接驱动负载、运行安静，平稳的直线电机在电梯门机市场中必将占据核心地位。
　　本文设计了一种基于直线电机驱动的门机系统，为了节约生产成本，将驱动器和控制器做一体化设计。该门机系统是选用美国TI公司的主打电机控制芯片TMS320LF2407A DSP作为门机系统的控制核心。系统决定采用具有过流，过热，欠压，短路保护功能的智能功率模块IPM作为驱动器件，这样大大提高了硬件设备的安全性，使系统运行更加稳定。将直线电机与传统旋转电机做比较，在文中主要介绍了几种常用的直线感应电机的控制方法。对直线电机建立数学模型，并用MATLAB/Simulink对其进行了仿真。考虑到人们对电梯乘坐的舒适性要求，就要很好的降低门扇运行时的机械冲击和机械摩擦带来的噪音，特别给出电梯门扇运行时采用具有S曲线的加减速过程。在电梯门机系统的硬件设计中，主要对计算控制电路，用于实现人机交互功能的键盘输入及显示电路，用智能功率模块IPM作为主要器件的直线电机的驱动和保护电路等进行了相关设计。在电梯门机系统的软件设计中，根据门机系统所要实现的功能，并从考虑到门扇运行过程要安全，可靠，稳定的角度出发，给出了系统相关的软件设计。

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第一章 绪 论

1.1课题的主要背景和现实研究意义

1.3电动机的选择

1.4直线电机的基本结构与工作原理及分类

1.3 直线电机的优缺点

第二章 直线电机的数学模型和MATLAB/Simulink仿真

2.1直线电机的数学模型

2.2直线电机在静止ABC坐标系下的数学模型

2.3直线电机的仿真模型

2.4直线电机仿真模型

第三章 直线电机的调速技术与控制策略

3.1直线感应电机的调速技术

3.2 直接转矩控制策略

3.3直接转矩控制的 MATLAB/Simulink仿真

第四章 电梯门机控制系统的硬件设计

4.1电路总体结构框图

4.2 TMS320LF2407A DSP芯片介绍

4.3门机系统概述

4.4门机运行曲线的设计

4.5计算控制电路设计

4.6驱动和保护电路

第五章 电梯门机控制系统的软件设计

5.1门机系统的技术要求与控制规律

5.2系统初始化和主循环

5.3系统软件主要功能实现的相关程序

第六章 总结与展望

6.1本文总结

6.2课题展望

参考文献

附录

致谢