【摘要】：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(dǎo)致的下肢殘疾者。目前國內(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)計方案并對助行裝置爬樓驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)和其爬樓的原理與過程,設(shè)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(shè)計了助行裝置爬樓驅(qū)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(qū)動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了轉(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。同時搭建了助行裝置爬樓驅(qū)動系統(tǒng)的Simulink仿真模型并進行了仿真實驗。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(zhuǎn)換模塊;人機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(diào)制模塊、爬樓驅(qū)動電機及其驅(qū)動電路、平地驅(qū)動電機及其驅(qū)動器和觸摸屏串口通信。最后采用課題組設(shè)計的助行裝置進行了上下樓試驗,結(jié)果表明本文設(shè)計的控制系統(tǒng)和速度給定曲線能較好地滿足系統(tǒng)要求,驗證了助行裝置運行的可行性。
【圖文】：

年我國將有２．４８億老齡人口，２０５０年將有４．３４億老齡人口［４］。老年人口的逐年增多不逡逑但帶來了大量的看護與醫(yī)療問題，，還阻礙了國家經(jīng)濟的發(fā)展。２０００￣２０５０年期間我國人逡逑曰老齡化比重預(yù)測如圖１．１所示。逡逑＾ｊ■鉛洰逡逑４０００００邋邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐…呵。》—逡逑２０００００－１邐一孤的＂逡逑

本文編號：2563392