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基于CAN总线的电动搬运车防滑控制研究

作　者: 王路伟
导　师: 李国平
学　校: 宁波大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 电动搬运车 CAN总线 防滑控制 液压伺服回路
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


结合浙江省科技计划项目“基于CAN总线的电动搬运车控制系统开发”(2009C31022),本学位论文采用CAN总线技术对电动搬运车防滑控制进行了研究。针对论文的研究任务,在分析了国内外车辆防滑控制技术、液压伺服系统技术和CAN总线技术研究现状的基础上,采用理论分析、数值计算、模拟仿真与实验研究相结合的研究方法,完成了电动搬运车防滑控制系统总体方案设计,以及防滑控制装置的机械结构与液压伺服回路的相关设计,进行了防滑控制系统在AMESim和Matlab/Simulink软件中的建模与联合仿真研究,设计了具有CAN通信功能的电动搬运车防滑控制器,搭建了防滑控制系统模拟实验台并进行了相关实验研究。第一章,阐述了论文的研究背景与意义,介绍了现有车辆防滑控制策略、液压伺服系统技术和CAN总线的相关应用研究。第二章,在对电动搬运车防滑原理进行分析的基础上,完成了防滑控制系统的总体方案设计,并进行了系统的机械结构设计、液压相关计算以及防滑控制器方案设计。第三章,使用AMESim软件进行了液压伺服回路的建模与输出特性仿真分析,建立了液压伺服回路中相关液压器件的数学模型,对电动搬运车驱动轮打滑和防滑控制过程进行了AMESim与Matlab/Simulink联合仿真分析。第四章,进行了防滑控制器的硬件和软件设计。硬件设计部分完成了控制器相关电路设计,软件设计部分利用制定的CAN通信协议完成了控制程序以及CAN通信程序的设计。第五章,搭建了防滑控制模拟实验台并进行了相关实验研究。实验结果表明:防滑控制系统明显改善驱动轮打滑现象,实现了驱动轮滑转率基本稳定在最佳值、防滑过程在1.4秒以内,实现了电动搬运车驱动轮的主动防滑时时控制。最后对论文的主要研究内容作了总结,并提出了需要进一步研究的工作。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 论文的研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-12
    1.2.1 现有车辆防滑控制方法  9-10
    1.2.2 液压伺服系统的相关研究  10-11
    1.2.3 CAN 总线相关研究  11-12
  1.3 本文研究的主要内容  12-14
2 防滑控制系统的总体设计  14-22
  2.1 防滑控制系统的原理分析及相关设计  14-17
    2.1.1 防滑控制系统的原理分析  14-15
    2.1.2 防滑装置的机械结构设计  15-16
    2.1.3 防滑系统的液压系统设计  16-17
  2.2 防滑控制系统相关设计计算  17-20
  2.3 防滑控制器设计方案  20-21
  2.4 本章小结  21-22
3 防滑控制系统的仿真分析  22-35
  3.1 AMESim 软件介绍  22-23
  3.2 AMESim 软件下液压伺服回路响应仿真  23-30
    3.2.1 主要模块数学模型的建立  24-27
    3.2.2 液压伺服回路响应仿真与分析  27-30
  3.3 防滑控制系统的联合仿真分析  30-34
    3.3.1 联合仿真参数的基本设置  30-32
    3.3.2 针对转速的防滑控制系统联合仿真  32-34
  3.4 本章小结  34-35
4 防滑控制器的设计  35-48
  4.1 CAN 现场总线  35-38
    4.1.1 CAN 总线技术特点  35-36
    4.1.2 CAN 总线技术规范  36-38
  4.2 控制器的硬件设计  38-42
    4.2.1 微控制器的选型  39
    4.2.2 CAN 驱动电路设计  39-41
    4.2.3 D/A 转换电路设计  41
    4.2.4 CAN-RS232 接口电路设计  41-42
  4.3 控制器的软件设计  42-47
    4.3.1 编程环境  42-43
    4.3.2 CAN 总线通信协议制定  43-44
    4.3.3 防滑系统控制软件设计  44-45
    4.3.4 CAN 总线通信软件设计  45-47
  4.4 本章小结  47-48
5 防滑控制系统实验研究  48-59
  5.1 防滑控制模拟实验台的搭建  48-49
  5.2 液压缸位移输出特性实验研究  49-53
    5.2.1 位移输出特性实验设计方案  49-50
    5.2.2 位移传感器的选型和标定  50-52
    5.2.3 液压缸位移输出特性  52-53
  5.3 在实验台进行防滑控制系统实验研究  53-58
    5.3.1 防滑控制的滑转率指标  53-54
    5.3.2 防滑控制系统在实验台的设计方案  54
    5.3.3 速度传感器的选型  54-56
    5.3.4 防滑控制系统在实验台的实验效果  56-58
  5.4 本章小结  58-59
6 总结与展望  59-61
参考文献  61-65
在学研究成果  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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