【摘 要】
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随着社会老龄化进程的加快以及肢体残障人数的增加,服务于行动不便人士的助行装置成为了国内外学者研究的重点。我国作为全球人口大国,对助行装置的需求更为迫切。然而,国内
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随着社会老龄化进程的加快以及肢体残障人数的增加,服务于行动不便人士的助行装置成为了国内外学者研究的重点。我国作为全球人口大国,对助行装置的需求更为迫切。然而,国内的普通助行装置功能单一,不能实现攀爬楼梯的功能;国外的可爬楼梯装置,价格昂贵,让普通消费者望而却步。因此,本文给出了一种性价比较高的平地-楼梯两用助行装置方案,并设计了相应的控制系统。首先,本文对平地-楼梯两用助行装置系统进行了总体分析。主要包括助行装置的整体结构介绍、助行装置各项结构参数的分析、助行装置重心波动的计算以及助行装置驱动控制系统原理的阐述。其次,对助行装置的驱动控制系统进行了建模与仿真。采用模块化思想,基于Matlab/Simulink欠件对驱动控制系统中的无刷直流电机调速系统进行设计。其中转速控制器的设计分别运用了PID控制和模糊PID控制两种算法。通过对调速系统的仿真与调试,得到电机调速系统性能指标的仿真曲线。通过对各性能参数曲线的分析,说明了模糊PID控制算法可以去的更好的电机转速控制效果。接着,从硬件和软件两方面介绍了半实物仿真平台dSPACE。基于dSPACE平台,采用模糊PID控制算法,编写驱动电机的转速控制程序。编写过程中分模块进行分析设计,完成电机转速控制的调试工作,并对实验数据进行了分析。最后,基于dSPACE平台,以平地-楼梯两用助行装置为对象,编写调试程序,对其在不同环境、不同运行状态下的运行状态进行调试。通过对电机转速、HALL三相信号、端电压信号和PWM导通情况等方面的分析,对助行装置的性能进行综合评估,验证助行装置的可行性。
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