一種爬樓助行裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、我國(guó)老齡人口越來越多，同時(shí)還有大量因交通事故、工傷等導(dǎo)致的下肢殘疾者。目前國(guó)內(nèi)各大城市依然有很多沒有電梯的多層樓房，而且大多數(shù)電動(dòng)輪椅沒有攀爬樓梯的功能?；诖?，本文給出了一種爬樓助行裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案并對(duì)助行裝置爬樓驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制進(jìn)行了深入研究。
　　本文首先介紹了助行裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)和其爬樓的原理與過程，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體控制方案，并對(duì)系統(tǒng)需要的傳感器進(jìn)行了選型。為了保證助行裝置上下樓過程的平穩(wěn)性和乘坐者的舒適性，設(shè)計(jì)了助

2、行裝置爬樓驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度給定曲線。
　　針對(duì)助行裝置在上下樓過程中有諸多不確定性因素，常規(guī)控制策略控制效果不佳的問題，建立了助行裝置爬樓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)速環(huán)采用模糊PID控制，電流環(huán)采用PI控制。同時(shí)搭建了助行裝置爬樓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的Simulink仿真模型并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明:與轉(zhuǎn)速環(huán)采用PID控制、電流環(huán)采用PI控制的系統(tǒng)相比，本文所用的方法能夠獲得更好的控制效果。
　　設(shè)計(jì)

3、并實(shí)現(xiàn)了助行裝置的軟件系統(tǒng)，主要分為主控制模塊和人機(jī)交互模塊。主控制模塊包括初始化模塊、雙閉環(huán)控制模塊、臺(tái)階高度測(cè)量模塊以及A/D轉(zhuǎn)換模塊;人機(jī)交互模塊包括觸摸屏界面編程模塊及從設(shè)備串口通信模塊。
　　介紹了助行裝置硬件系統(tǒng)的搭建，并對(duì)重要模塊進(jìn)行了單獨(dú)測(cè)試，主要包括DSP控制器最小系統(tǒng)電路、脈寬調(diào)制模塊、爬樓驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路、平地驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器和觸摸屏串口通信。最后采用課題組設(shè)計(jì)的助行裝置進(jìn)行了上下樓試驗(yàn)，結(jié)果表明本文設(shè)