本文關(guān)鍵詞：電動叉車控制器研制

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【摘要】：近年來，我國經(jīng)濟趨勢總體穩(wěn)步發(fā)展，作為經(jīng)濟樞紐的物流行業(yè)也因此受到越來越多的重視，給叉車行業(yè)的興起提供了很好的增長平臺。傳統(tǒng)的內(nèi)燃叉車在機電一體化和自動控制化的發(fā)展浪潮中已經(jīng)逐漸失去優(yōu)勢，并且隨著我國環(huán)保意識的不斷加強，電動叉車代替內(nèi)燃叉車成為搬運作業(yè)中的中堅力量是一種發(fā)展趨勢。目前我國生產(chǎn)的電動叉車所使用的控制器幾乎全部依賴于國外產(chǎn)品，國內(nèi)在這一領(lǐng)域的研究開發(fā)還未成熟，尚處于孕育發(fā)展狀態(tài)。針對此現(xiàn)狀，本論文設(shè)計了一款適用于電動叉車的新型中央控制器，試圖在這一領(lǐng)域取得一定突破。 論文首先對電動叉車進行了功能需求分析，對叉車電控系統(tǒng)提出了相應(yīng)的要求，，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了電控系統(tǒng)總體方案，從而引出中央控制器的設(shè)計思路與方案。針對控制器所涉及到的技術(shù)理論，分別對CAN總線通信協(xié)議和基于Ackerman-Jeantand模型的電子差速算法理論進行了介紹，推導(dǎo)出了適用于本系統(tǒng)的電子差速算法和CAN通信格式。 其次，依托控制器總體思路設(shè)計了基于STM32F103VCT6微控制器的電動叉車中央控制系統(tǒng)，按照功能需求，圍繞控制器進行詳細的硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件系統(tǒng)涵蓋操作面板開關(guān)量處理電路、電池電壓檢測電路、電機溫度檢測電路、CAN通信、USART通信、繼電器輸出電路等；軟件設(shè)計則以流程圖形式，結(jié)合硬件電路的實現(xiàn)目標進行。通過軟、硬件結(jié)合的方式在理論上提升電動叉車運行的穩(wěn)定性和靈活性。 最后，在控制器硬件結(jié)構(gòu)和軟件控制流程的基礎(chǔ)上，在MATLAB/Simulink軟件環(huán)境中進行了基于Ackerman-Jeantand的電子差速控制算法建模仿真，并搭建電動叉車模擬實驗平臺，測試系統(tǒng)在不同速度、不同方向轉(zhuǎn)角給定的情況下每個車輪的實際轉(zhuǎn)速，用于驗證系統(tǒng)的正確性。
【關(guān)鍵詞】：電動叉車 中央控制器 STM32 CAN總線 電子差速
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH242;U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題研究的目的及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外叉車發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國外叉車發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)叉車發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.3 電動叉車的技術(shù)特點13-17
• 1.3.1 蓄電池及智能管理15
• 1.3.2 電機驅(qū)動系統(tǒng)15-16
• 1.3.3 控制系統(tǒng)16
• 1.3.4 總線系統(tǒng)16-17
• 1.4 電動叉車控制器技術(shù)現(xiàn)狀17
• 1.5 論文研究內(nèi)容及安排17-19
• 第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計19-33
• 2.1 電動叉車整體方案設(shè)計19-20
• 2.2 控制器功能需求分析20-21
• 2.3 控制器技術(shù)指標21-22
• 2.4 控制器系統(tǒng)方案22-23
• 2.5 CAN 總線協(xié)議23-26
• 2.5.1 CAN 總線的電氣特性24-25
• 2.5.2 CAN 總線的幀格式25-26
• 2.6 轉(zhuǎn)向控制策略分析26-31
• 2.6.1 速度與轉(zhuǎn)矩分析27-31
• 2.6.2 轉(zhuǎn)矩分配31
• 2.7 本章小結(jié)31-33
• 第3章 控制器硬件電路設(shè)計33-49
• 3.1 硬件電路設(shè)計內(nèi)容33
• 3.2 控制器模塊電路設(shè)計33-47
• 3.2.1 電源模塊設(shè)計33-35
• 3.2.2 主控制器電路設(shè)計35-37
• 3.2.3 外部開關(guān)量電路設(shè)計37-38
• 3.2.4 溫度檢測電路設(shè)計38-39
• 3.2.5 電池電壓檢測電路設(shè)計39-41
• 3.2.6 外部模擬量輸入電路設(shè)計41-42
• 3.2.7 運行狀態(tài)顯示電路設(shè)計42-43
• 3.2.8 繼電器輸出電路設(shè)計43-44
• 3.2.9 CAN 總線通信電路設(shè)計44-45
• 3.2.10 串口通信電路設(shè)計45-46
• 3.2.11 JTAG 調(diào)試模塊設(shè)計46-47
• 3.3 控制器外圍電路設(shè)計47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 軟件程序設(shè)計與實現(xiàn)49-63
• 4.1 軟件系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容與要求49-50
• 4.2 系統(tǒng)主程序設(shè)計50-51
• 4.3 子模塊程序設(shè)計51-61
• 4.3.1 CAN 節(jié)點通信程序設(shè)計51-56
• 4.3.2 電子差速算法56-58
• 4.3.3 USART 串口通信程序設(shè)計58-59
• 4.3.4 顯示子模塊程序設(shè)計59-60
• 4.3.5 外部輸入量邏輯處理程序設(shè)計60-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第5章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試63-71
• 5.1 Simulink 仿真步驟63
• 5.2 電子差速控制算法仿真63-67
• 5.3 系統(tǒng)實驗67-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-78
• 附錄78-82
• 附錄 A：電動叉車中央控制器電路原理圖78-81
• A1：外部輸入量電路原理圖78-79
• A2：電源及主控系統(tǒng)電路原理圖79-80
• A3：系統(tǒng)輸出電路原理圖80-81
• 附錄 B：車輛照明系統(tǒng)電路原理圖81-82
• 附錄 C：系統(tǒng)實驗圖82

【參考文獻】

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本文編號：967532