一種爬樓助行裝置控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、我國老齡人口越來越多，同時還有大量因交通事故、工傷等導致的下肢殘疾者。目前國內各大城市依然有很多沒有電梯的多層樓房，而且大多數(shù)電動輪椅沒有攀爬樓梯的功能。基于此，本文給出了一種爬樓助行裝置控制系統(tǒng)的設計方案并對助行裝置爬樓驅動電機的轉速控制進行了深入研究。
　　本文首先介紹了助行裝置的機械結構和其爬樓的原理與過程，設計了系統(tǒng)的總體控制方案，并對系統(tǒng)需要的傳感器進行了選型。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，設計了助

2、行裝置爬樓驅動電機的速度給定曲線。
　　針對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動系統(tǒng)的數(shù)學模型，設計了轉速、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其中轉速環(huán)采用模糊PID控制，電流環(huán)采用PI控制。同時搭建了助行裝置爬樓驅動系統(tǒng)的Simulink仿真模型并進行了仿真實驗。仿真結果表明:與轉速環(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。
　　設計

3、并實現(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、臺階高度測量模塊以及A/D轉換模塊;人機交互模塊包括觸摸屏界面編程模塊及從設備串口通信模塊。
　　介紹了助行裝置硬件系統(tǒng)的搭建，并對重要模塊進行了單獨測試，主要包括DSP控制器最小系統(tǒng)電路、脈寬調制模塊、爬樓驅動電機及其驅動電路、平地驅動電機及其驅動器和觸摸屏串口通信。最后采用課題組設計的助行裝置進行了上下樓試驗，結果表明本文設