电动叉车驱动控制器设计与实现

论文摘要

电动叉车与内燃叉车相比具有无污染、能源利用率高等优点,正是这些优点使其在物料搬运作业中得到了越来越广泛的应用,并使其成为物料搬运设备的研究热点,本文以此为背景,完成电动叉车驱动控制器的设计工作。论文在分析电动叉车驱动控制器功能需求的基础上给出了其总体设计方案,拟采用高性能DSP芯片TMS320F2812作为控制核心,驱动电机使用永磁同步电机(PMSM)。将驱动控制器分为驱动和功能两个模块进行设计；在分析相关控制技术的基础上给出了驱动模块的控制方案。驱动模块完成了与永磁同步电机驱动相关的设计工作。主要包括：电源设计、驱动信号采集、电机转子初始位置测定以及驱动单元设计等。功能模块是对驱动模块的功能扩展。主要设计工作包括：叉车行走控制信号的给定与处理、通用性设计以及保护性设计等。通用性设计包括用户配置与监控功能设计和可编程I／O设计。在驱动设计和功能设计的基础上,本文还给出了程序设计和系统调试,调试结果表明驱动控制器的基本功能得以实现,达到了预期的设计目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景介绍
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 电动叉车市场分析
• 1.2.2 电动叉车行走电机现状分析
• 1.2.3 电动叉车行走电机驱动技术分析
• 1.2.4 电动叉车驱动控制器现状分析
• 1.3 论文的主要研究内容
• 1.4 论文章节安排
• 2 驱动控制器总体设计
• 2.1 驱动控制器功能需求分析
• 2.2 驱动控制器主要技术指标与方案确定
• 2.2.1 驱动控制器的主要技术指标
• 2.2.2 电动叉车驱动控制器总体设计方案
• 2.3 总体控制方案设计
• 2.3.1 电流控制策略选择
• 2.3.2 脉宽调制方式选择
• 2.3.3 双闭环系统的建立
• 2.4 本章小结
• 3 驱动模块设计与实现
• 3.1 电源设计
• 3.2 驱动信号采集
• 3.2.1 电机电流采集
• 3.2.2 电机转速采集
• 3.3 驱动电机转子初始位置测定
• 3.3.1 定子初始位置测定基本原理
• 3.3.2 定子初始位置测定方法与实现
• 3.4 驱动单元设计与实现
• 3.4.1 PWM信号的隔离
• 3.4.2 驱动电路设计
• 3.4.3 全桥逆变电路设计
• 3.5 本章小结
• 4 功能模块设计与实现
• 4.1 电动叉车行走控制信号给定与处理
• 4.1.1 行驶速度给定与处理
• 4.1.2 行驶方向给定与处理
• 4.2 用户配置与监控功能设计
• 4.2.1 用户配置与监控功能设计的原理
• 4.2.2 用户配置与监控协议
• 4.3 可编程I/O实现
• 4.3.1 可编程I/O的硬件组成
• 4.3.2 可编程逻辑实现
• 4.4 保护性功能设计与实现
• 4.4.1 电动叉车电保护设计
• 4.4.2 电动叉车温度保护设计与实现
• 4.5 本章小结
• 5 电动叉车驱动控制器程序设计
• 5.1 开发平台简介
• 5.2 数据格式介绍
• 5.2.1 Q格式表示法
• 5.2.2 PU值表示法
• 5.3 程序模块介绍
• 5.3.1 驱动控制器主程序模块
• 5.3.2 驱动控制器中断程序模块
• 5.4 CPLD编程
• 5.5 本章小结
• 6 调试与结果分析
• 6.1 通信模块调试
• 6.2 驱动单元调试
• 6.3 闭环调试
• 6.4 本章小结
• 7 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录