基于DSP的电动轮椅车主控制模块的设计与实现

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在世界老龄化问题日趋严重的同时,半身不遂、下肢瘫痪老年人数量也日益增多;此外,由各种自然灾害及交通事故等造成的下肢伤残人士数量也有所增加。无论是老年人还是下肢残疾人士,他们的生活质量和生活自由度都有所降低。随着科技的发展,先进代步工具的出现正在逐步地改善着他们的生活质量,电动轮椅车是其中重要的一种。电动轮椅车以直流电机为动力,能够实现灵活的前进、后退、有无半径转弯和停止等动作,通过座椅和靠背调节可以生成坐、立、卧三种姿势,增加使用者的舒适程度,完成与生活起居床的无缝对接。设计主要任务是完成四个电机的驱动,包括两个用于驱动行进轮的电机和两个用于调节座椅和靠背的电动推杆。首先分析电动轮椅车特殊的控制要求,同时根据电动轮椅国家标准,构建基于TMS320F2812DSP的电动轮椅车主控制模块整体设计方案,提出电流内环、转速外环的双闭环控制方案。根据电机特性建立适合的数学模型,通过Matlab/Simlink软件搭建系统,进行了模拟仿真实验,验证控制方案、确定控制参数。其后进行了硬件电路的设计和实现,用汇编语言和C语言编写相应的程序,进行软件和硬件的综合调试。最后对电动轮椅车控制效果及运行效果做出测试和分析。本控制系统操作简单、方便、成本低、可靠性高,具有实用性、新颖性、先进性,是一种新型、高可靠性、机电一体化的电动机—数字控制系统,已成功运用于实际中。技术在继续开发后,还可以应运在类似的电动代步工具的控制器等领域,具有显著的社会效益和经济效益。
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