基于永磁同步电机驱动的自动洗车机控制系统研究
本文选题:自动洗车 + PMSM驱动控制 ; 参考:《合肥工业大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着社会快速发展,汽车数量在不断增加,洗车是汽车养护的一部分,越来越多的人开始重视洗车。传统的人工洗车需要耗费大量的人力资源,而且存在水资源浪费、洗车效率低等不足。国内现有基于步进电机驱动的自动洗车机的喷杆会出现抖动或卡顿现象。为此,本文提出基于永磁同步电机(PMSM)驱动的自动洗车机控制系统,以期提高自动洗车机的性能。本文首先依据自动洗车机的功能需求,提出自动洗车机的系统方案,包括位置检测模块、驱动模块、清洗控制模块、显示模块、收费管理模块以及通信模块,介绍各个模块功能。研究了自动洗车机的PMSM滑模控制技术,给出PMSM的数学模型并介绍滑模变结构控制原理,构建滑模观测器。搭建坐标变换、SVPWM和SMO的仿真模块,进行PMSM驱动控制,得出转矩变化、反电动势变化以及转子位置估计值和实际值的变化波形。给出了驱动主电路、PWM控制电路、通信接口电路、状态显示电路、电源转换电路的原理图,设计了自动洗车机的驱动模块。设计了DVP-32EH00T3-L PLC与车辆位置检测模块、清洗控制模块、触摸屏显示操作模块的接线原理图以及人机界面。设计了程序,实现了车辆位置检测、喷杆定位控制、清洗控制、风干控制、数据交换、当前洗车状态显示。在MATLAB中得出的仿真结果,验证了设计方案的有效性。
[Abstract]:With the rapid development of society, the number of cars is increasing, car washing is a part of vehicle maintenance, more and more people begin to pay attention to car washing. Traditional manual car washing needs a lot of human resources, and there are some shortcomings such as waste of water resources, low efficiency of car washing and so on. At present, the injection rod of automatic car washing machine based on stepper motor will appear jitter or carton phenomenon. In order to improve the performance of the automatic car washing machine, a control system based on permanent magnet synchronous motor (PMSM) is proposed in this paper. First of all, according to the functional requirements of the automatic car washing machine, the system scheme of the automatic car washing machine is put forward, including position detection module, driving module, cleaning control module, display module, charge management module and communication module. The function of each module is introduced. The PMSM sliding mode control technology of automatic car washing machine is studied. The mathematical model of PMSM and the principle of sliding mode variable structure control are introduced, and the sliding mode observer is constructed. The simulation module of coordinate transformation SVPWM and SMO is built, and PMSM driving control is carried out. The waveform of torque change, back EMF change and rotor position estimation and actual value are obtained. The principle diagram of PWM control circuit, communication interface circuit, state display circuit and power conversion circuit are given, and the driving module of automatic car washing machine is designed. The wiring schematic diagram and man-machine interface of DVP-32EH00T3-L PLC and vehicle position detection module, cleaning control module, touch screen display and operation module are designed. The program is designed to realize vehicle position detection, spray rod positioning control, cleaning control, air drying control, data exchange, and display of current car washing status. The simulation results in MATLAB verify the validity of the design.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273
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,本文编号:2093649
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