电动叉车控制器研制

发布时间：2017-10-04 00:14

  本文关键词：电动叉车控制器研制

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【摘要】：近年来，我国经济趋势总体稳步发展，作为经济枢纽的物流行业也因此受到越来越多的重视，给叉车行业的兴起提供了很好的增长平台。传统的内燃叉车在机电一体化和自动控制化的发展浪潮中已经逐渐失去优势，并且随着我国环保意识的不断加强，电动叉车代替内燃叉车成为搬运作业中的中坚力量是一种发展趋势。目前我国生产的电动叉车所使用的控制器几乎全部依赖于国外产品，国内在这一领域的研究开发还未成熟，尚处于孕育发展状态。针对此现状，本论文设计了一款适用于电动叉车的新型中央控制器，试图在这一领域取得一定突破。 论文首先对电动叉车进行了功能需求分析，对叉车电控系统提出了相应的要求，，并在此基础上设计了电控系统总体方案，从而引出中央控制器的设计思路与方案。针对控制器所涉及到的技术理论，分别对CAN总线通信协议和基于Ackerman-Jeantand模型的电子差速算法理论进行了介绍，推导出了适用于本系统的电子差速算法和CAN通信格式。 其次，依托控制器总体思路设计了基于STM32F103VCT6微控制器的电动叉车中央控制系统，按照功能需求，围绕控制器进行详细的硬件电路设计和软件设计。硬件系统涵盖操作面板开关量处理电路、电池电压检测电路、电机温度检测电路、CAN通信、USART通信、继电器输出电路等；软件设计则以流程图形式，结合硬件电路的实现目标进行。通过软、硬件结合的方式在理论上提升电动叉车运行的稳定性和灵活性。 最后，在控制器硬件结构和软件控制流程的基础上，在MATLAB/Simulink软件环境中进行了基于Ackerman-Jeantand的电子差速控制算法建模仿真，并搭建电动叉车模拟实验平台，测试系统在不同速度、不同方向转角给定的情况下每个车轮的实际转速，用于验证系统的正确性。
【关键词】：电动叉车 中央控制器 STM32 CAN总线 电子差速
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH242;U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题研究的目的及意义11-12
• 1.2 国内外叉车发展现状12-13
• 1.2.1 国外叉车发展现状12-13
• 1.2.2 国内叉车发展现状13
• 1.3 电动叉车的技术特点13-17
• 1.3.1 蓄电池及智能管理15
• 1.3.2 电机驱动系统15-16
• 1.3.3 控制系统16
• 1.3.4 总线系统16-17
• 1.4 电动叉车控制器技术现状17
• 1.5 论文研究内容及安排17-19
• 第2章 系统总体方案设计19-33
• 2.1 电动叉车整体方案设计19-20
• 2.2 控制器功能需求分析20-21
• 2.3 控制器技术指标21-22
• 2.4 控制器系统方案22-23
• 2.5 CAN 总线协议23-26
• 2.5.1 CAN 总线的电气特性24-25
• 2.5.2 CAN 总线的帧格式25-26
• 2.6 转向控制策略分析26-31
• 2.6.1 速度与转矩分析27-31
• 2.6.2 转矩分配31
• 2.7 本章小结31-33
• 第3章 控制器硬件电路设计33-49
• 3.1 硬件电路设计内容33
• 3.2 控制器模块电路设计33-47
• 3.2.1 电源模块设计33-35
• 3.2.2 主控制器电路设计35-37
• 3.2.3 外部开关量电路设计37-38
• 3.2.4 温度检测电路设计38-39
• 3.2.5 电池电压检测电路设计39-41
• 3.2.6 外部模拟量输入电路设计41-42
• 3.2.7 运行状态显示电路设计42-43
• 3.2.8 继电器输出电路设计43-44
• 3.2.9 CAN 总线通信电路设计44-45
• 3.2.10 串口通信电路设计45-46
• 3.2.11 JTAG 调试模块设计46-47
• 3.3 控制器外围电路设计47-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第4章 软件程序设计与实现49-63
• 4.1 软件系统设计内容与要求49-50
• 4.2 系统主程序设计50-51
• 4.3 子模块程序设计51-61
• 4.3.1 CAN 节点通信程序设计51-56
• 4.3.2 电子差速算法56-58
• 4.3.3 USART 串口通信程序设计58-59
• 4.3.4 显示子模块程序设计59-60
• 4.3.5 外部输入量逻辑处理程序设计60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第5章 系统仿真与调试63-71
• 5.1 Simulink 仿真步骤63
• 5.2 电子差速控制算法仿真63-67
• 5.3 系统实验67-70
• 5.4 本章小结70-71
• 结论71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 附录78-82
• 附录 A：电动叉车中央控制器电路原理图78-81
• A1：外部输入量电路原理图78-79
• A2：电源及主控系统电路原理图79-80
• A3：系统输出电路原理图80-81
• 附录 B：车辆照明系统电路原理图81-82
• 附录 C：系统实验图82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：967532