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电动叉车是一种高效率无污染零排放的物料搬运工具,已经在冷库、食品、医药等行业得到广泛应用。研究电动叉车关键技术,不仅对于适应市场需求、降低劳动强度、提高经济效益有着一定的实用价值,而且对于提升我国物流设备研制水平,缩小我国物流技术与发达国家的技术差距有着重要的现实意义。本课题以此为背景,完成了基于四相8/6结构开关磁阻电机的电动叉车智能驱动系统的设计。该系统采用TMS320F2812型DSP和EPM7128S型CPLD构成数字控制器,实现电动叉车电动、再生制动运行和故障指示等功能。具体研究内容包括:
⑴分析了当前电动叉车发展现状和应用前景,开关磁阻电机应用于电动叉车驱动系统的优势,以及与SRM相配套的电动叉车驱动控制系统所需实现的基本功能和主要性能指标等。
⑵介绍了开关磁阻电机的工作原理,通过分析电机的数学模型得出关于开关磁阻电机运行的一系列工作特点,并依据工作特点提出了电机起动、电动、再生制动发电三种工作模式相应的控制策略。
⑶以开关磁阻电机为控制对象,对滑模变结构控制理论进行研究和分析,建立开关磁阻电机的模糊滑模控制算法策略,具体给出模糊滑模控制的设计步骤,并利用MATLAB软件完成了模糊滑模变结构算法在SR电机上的仿真研究,理论上证明模糊滑模控制方法在SRD系统上应用可行性和有效性。
⑷搭建电动叉车用开关磁阻电机全数字驱动系统的硬件实验平台,完成系统硬件设计,包括驱动电路、信号采集、功率变换器、保护以及监控电路等设计并编制了驱动系统控制软件,将嵌入式操作系统μC/OS—Ⅱ移植到TMS320F2812 DSP上,实现嵌入式调速软件的设计,更好地满足系统的实时性要求。
⑸在实验室环境下搭建的平台上模拟电动叉车运行工况,进行电动,再生制动发电实验,并对实验数据和波形进行分析得出实验结论。实验结果表明:将开关磁阻电机应用于电动叉车驱动系统完全可以满足电动叉车的运行特性的要求,所设计的与开关磁阻电机相配套的电动叉车驱动系统的控制策略初步得到实验验证,说明该系统的软硬件设计基本是正确可靠的。