【摘 要】
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门系统作为高速列车的重要子系统之一,对于列车的安全运行起到重要作用。现在高速列车速度越来越快,对门的要求也就越来越高。由于电动塞拉门具有优秀的密封性、高智能化、高
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门系统作为高速列车的重要子系统之一,对于列车的安全运行起到重要作用。现在高速列车速度越来越快,对门的要求也就越来越高。由于电动塞拉门具有优秀的密封性、高智能化、高可靠性等优点,成为目前高速列车的首选。电机作为电动塞拉门最主要的部件,对于整个电动塞拉门系统的性能起到决定性的作用。而永磁同步电机比目前列车上所使用的直流电机在性能和稳定性上都有所提升,十分契合列车门系统的需求。所以本论文结合目前高速列车电动塞拉门的需求,对整个电动塞拉门的控制系统进行设计,并且在实验工装上对整个系统的性能和功能进行验证。(1)研究了直流无刷电机和永磁同步电机的特点及在控制算法上的区别。针对高速列车塞拉门系统的需求,提出了基于永磁同步电机(PMSM)空间矢量方法来实现塞拉门系统的控制方案。(2)建立永磁同步电机数学模型,在这个模型下对矢量控制算法进行了详细分析研究。(3)根据整个系统方案,充分考虑电磁兼容问题,进行硬件设计。采用TI公司DSP28335作为核心处理器。根据矢量控制算法的要求,设计电流采样电路、编码器和霍尔检测电路、直流母线电压检测电路、驱动电路。另外根据目前电动塞拉门的需求设计故障存储电路、RS232电路及CAN总线等电路。(4)结合硬件,进行软件设计,电流采样电路将A、B相电流转换后送入ADC口,同时CPU对电流值进行读取、进行坐标转换,计算出三相功率管导通时间、产生空间矢量,实现电机控制。从编码器和霍尔检测电路获得转子位置和转子速度。RS232电路实现CPU与上位机的数据通讯,CAN电路实现主从门之间数据交互。调试改进后,所设计的电动塞拉门控制器对车门运动实现平滑控制,并且满足功能要求。在开关门的过程中实现障碍物检测功能,通过CAN总线实现门与门之间的联动,达到了预期的要求。
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