高速列车塞拉门控制系统设计和实现
本文关键词: 塞拉门 控制器 无刷直流电机 DSP28335 通信 出处:《江苏大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:经过多年的发展,中国铁路运营里程数已经达到12.4万公里,位居世界前列。随着“一带一路”、“高铁外交”战略的实施,中国研发的轨道交通产品大量出口海外。列车作为铁路相关设施的基础,是体现铁路系统服务水平的载体。塞拉门作为列车的通道,其性能的优劣直接影响列车运行的安全性。我国塞拉门系统研究起步较晚,因此研究和开发满足国内列车发展需求、拥有自主知识产权的塞拉门控制器具有重大意义和实际应用价值。本文根据项目需求设计一种基于DSP28335的塞拉门控制系统,由带霍尔无刷直流电机实现塞拉门的打开和关闭。根据功能说明书,塞拉门系统应具有开关门、声光报警、障碍物检测、紧急解锁、故障诊断、通信等功能。本文结合功能需求和列车实际情况对驱动电机进行选型,确定使用带霍尔无刷直流电机。电机选型完成后,比较其几种调速方法,最终确定了采用双闭环直流调速系统控制无刷直流电机。本文经过对单片机DSP2812和DSP28335的比较,设计了以DSP28335为核心的硬件电路。除了主控制电路,硬件电路还包括电源滤波、SRAM外部存储、时钟及EEPROM存储、输入输出、模拟量采集、电机驱动、显示、通信等电路。为了门控器硬件电路维护方便,将输出电路和主控电路设计成子板,通过连接器与主板相连。以硬件电路为基础,参照EN50128软件标准,本文设计了门控器软件。该软件包括了门功能逻辑控制、通信和故障处理三个模块。门功能逻辑控制模块以电机驱动为基础,实现了车门打开和关闭;通信模块实现了门控器数据的接收和发送;故障处理模块对车门故障进行诊断和处理,保护列车的行驶安全。最后利用塞拉门系统工装和调试工具,对控制器的硬件和软件进行调试。为了保证调试结果的可靠性,本文设计大量测试案例,模拟了车门运行过程中各种状况的发生条件。根据实际测试情况,不断优化塞拉门控制器各项参数。长期的实验结果表明,本文设计的控制器达到预期的设计要求,可很好的应用于车门控制。
[Abstract]:After years of development, China's railway operation mileage has reached 124,000 kilometers, ranking among the top in the world. With the implementation of the strategy of "Belt and Road" and "high-speed rail diplomacy," The rail transit products developed by China are exported overseas in large quantities. As the basis of railway related facilities, trains are the carriers of the service level of the railway system. The performance of the system directly affects the safety of the train operation. The study of the plug door system in China started late, so the research and development to meet the needs of domestic train development, It is of great significance and practical application value to control the plug door with independent intellectual property. According to the project requirement, this paper designs a control system of the plug door based on DSP28335. The opening and closing of the plug door is realized by the brushless DC motor with Hall. According to the function specification, the plug door system should have opening and closing, acousto-optic alarm, obstacle detection, emergency unlock, fault diagnosis, In this paper, the driving motor is selected according to the function requirement and the actual situation of the train, and the brushless DC motor with Hall is selected. After the motor selection is completed, several speed regulation methods are compared. Finally, the double closed-loop DC speed regulation system is used to control brushless DC motor. After comparing the single chip microcomputer DSP2812 and DSP28335, the hardware circuit based on DSP28335 is designed, except the main control circuit. The hardware circuit also includes external storage of power filter, clock and EEPROM storage, input and output, analog acquisition, motor drive, display, communication and so on. The output circuit and the main control circuit are designed as sub-boards, which are connected to the main board through connectors. Based on the hardware circuit and referring to the EN50128 software standard, the software of gate controller is designed in this paper. The software includes the logic control of gate function. The logic control module of door function is based on motor drive to realize the door opening and closing, and the communication module realizes the data receiving and sending of gate controller. In order to ensure the reliability of the debugging results, the fault handling module diagnoses and handles the door faults, and protects the safety of the train. Finally, the hardware and software of the controller are debugged by using the tool of the plug door system and the debugging tools. In this paper, a large number of test cases are designed to simulate the occurrence conditions of various conditions during the running of the door. According to the actual test conditions, the parameters of the plug door controller are continuously optimized. The long-term experimental results show that, The controller designed in this paper meets the expected design requirements and can be applied to door control.
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U270.386;TP273
【参考文献】
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,本文编号:1547320
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