【摘要】：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。基于此,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)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)計(jì)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(yàn)證了助行裝置運(yùn)行的可行性。
【圖文】：

年我國(guó)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(hù)與醫(yī)療問題，，還阻礙了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。２０００￣２０５０年期間我國(guó)人逡逑曰老齡化比重預(yù)測(cè)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�！贰义希玻埃埃埃埃埃边娨还碌模㈠义�

本文編號(hào)：2563392