電動輪椅系統(tǒng)設(shè)計PPT課件

電動輪椅組成 電源 電機 光電編碼器 搖桿 外殼等等第1頁/共27頁前提 電動輪椅是一種以蓄電池為能源、電機驅(qū)動的輪椅車。具有省力、操作簡便、車速平穩(wěn)、無污染和低噪音的特點。適于下肢殘疾、高位截癱或偏癱以及年老體弱者使用，是一種比較理想的移動或代步工具。 目前，國外對電動輪椅的研究已相對比較成熟。他們已開發(fā)出各種各樣的適合不同用戶群體的電動輪椅，并逐漸向智能化的方向發(fā)展?，F(xiàn)在高性能電動輪椅生產(chǎn)廠家多集中在美國、德國、澳大利亞和西班牙，中國臺灣也有電動輪椅生產(chǎn)廠家。然而，國內(nèi)對電動輪椅的研究技術(shù)依然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外，絕大多數(shù)輪椅廠家都只生產(chǎn)電機和座椅而不生產(chǎn)控制器，基本上都依賴于進口。因此，研究高性能低成本的電動輪椅驅(qū)動器，替代進口填補國內(nèi)技術(shù)空白具有重要意義。第2頁/共27頁電動輪椅類型及技術(shù)簡介電動輪椅類型簡介驅(qū)動類型四輪驅(qū)動能在各種不利地形的路面上行駛，甚至是在沙地上或者雪地里。制動類型被動通過彈簧或壓力避震器來減小輪椅的振動 穩(wěn)定性控制類型被動 上下坡的時候，用戶可以自己移動身體或電動地調(diào)節(jié)座椅的位置來達到調(diào)節(jié)重心的目的。第3頁/共27頁輪椅控制系統(tǒng)速度給定方向給定操縱桿 信號處理算法電機控制算法電機電機以及控制器狀態(tài)監(jiān)測外部擾動電動輪椅運動控制系統(tǒng)示意圖 第4頁/共27頁光電編碼器 類型光電編碼器 品牌HONEST SENSOR 型號編碼器碼盤 客制化生產(chǎn) 外型尺寸客制化生產(chǎn)（mm） 適用范圍旋轉(zhuǎn)編碼器, 光柵尺, 伺服電機, 機器手臂, 打印機 讀出方式非接觸式 工作原理增量式 價格 35元第5頁/共27頁電源鋰電池加工定制是品牌WATE型號WATE-2440額定容量40000（mah）標(biāo)準(zhǔn)電壓24（V）充電電流10（A）外型尺寸120*185*265（mm）適用類型電動自行車產(chǎn)品認(rèn)證ce價格 1800元第6頁/共27頁電機加工定制是品牌羚鷹產(chǎn)品類型有刷直流電動機型號MY68額定功率0.1（kW）額定電壓24（V）額定轉(zhuǎn)速2700（rpm）主要適用范圍電動滑板車、小沖浪產(chǎn)品認(rèn)證CE價格 38元第7頁/共27頁基材材料 聚碳酸酯(PC)厚度 0.18mm, 0.25mm, 0.5mm, 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm10%透光度 90%操作溫度 -40 120誤差內(nèi)徑 0.05mm外徑 0.1mm不透光/透光比例 0.005 mm碼道同心度 0.1 mm碼道真圓度 0.05 mm沖壓毛刺 0.2 mm 第8頁/共27頁搖桿第9頁/共27頁 操縱靈活操縱靈活Flexible handling 復(fù)位誤差小Small resetting error 壽命長 Long life-time特點 Features 端子型號端子型號Terminal type 引線長度Lead length 防塵蓋 Seal form 開關(guān) Switch 電位器型號規(guī)格 potentiometer 操縱手感輕或重 soft or heavy handling可選項 Optionals典型應(yīng)用典型應(yīng)用 Typical Applications 移動攝像和CCTV控制系統(tǒng)Move photography CCTV control system 測試計量設(shè)備Medical imaging system 醫(yī)藥成像系統(tǒng)Measurement equipments 自動化機器控制Automative control 視頻編輯及生產(chǎn)設(shè)備Video editing equipments 工業(yè)及科學(xué)用儀表Industrial Instruments第10頁/共27頁型號選用說明型號選用說明Model explanationM1電位器PotentiometersBB型防塵圈B Sealed form300R系列搖桿R series joystickR代表三維3D第11頁/共27頁搖桿尺寸第12頁/共27頁第13頁/共27頁第14頁/共27頁第15頁/共27頁高速計數(shù)器第16頁/共27頁三菱plc輸入模塊第17頁/共27頁麥克納姆輪運動學(xué)關(guān)系示意圖(一)前向運動(二)后向運動(三)右向運動(四)左向運動第18頁/共27頁原理圖手柄高速計數(shù)器三菱plc輸入模塊1 2 3 4電機驅(qū)動電機驅(qū)動電機驅(qū)動電機驅(qū)動電機電機電機電機碼盤第19頁/共27頁PID計算MOS管電機碼盤給定信號第20頁/共27頁P：比例I：積分D：微分第21頁/共27頁PID公式第22頁/共27頁pid算法流程圖第23頁/共27頁PID計算當(dāng)|e(t)|時當(dāng)|e(t)|時q0 = Kp(1+Td/T)q1 = -Kp(1+2Td/T)q2 = Kp Td /Tu(t) = u(t-1) + u(t) PID增量式算法離散化公式：u(t); 控制器的輸出值。 e(t); 控制器輸入與設(shè)定值之間的誤差。Kp; 比例系數(shù)。Ti; 積分時間常數(shù)。Td; 微分時間常數(shù)。T; 調(diào)節(jié)周期。; 積分分離閾值第24頁/共27頁PID參數(shù)整定 1) 比例系數(shù)p對系統(tǒng)性能的影響： 比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小。p偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時間加長。p太大時，系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定。p太小，又會使系統(tǒng)的動作緩慢。p可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機構(gòu)、傳感器以控制對象的特性決定的。如果的符號選擇不當(dāng)對象狀態(tài)(pv值)就會離控制目標(biāo)的狀態(tài)(sv值)越來越遠(yuǎn)，如果出現(xiàn)這樣的情況p的符號就一定要取反。 (2) 積分控制對系統(tǒng)性能的影響： 積分作用使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，?。ǚe分作用強）會使系統(tǒng)不穩(wěn)定，但能消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的控制精度。 (3) 微分控制對系統(tǒng)性能的影響： 微分作用可以改善動態(tài)特性，偏大時，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時間較短。偏小時，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時間也較長。只有合適，才能使超調(diào)量較小，減短調(diào)節(jié)時間。第25頁/共27頁第26頁/共27頁感謝您的觀看！第27頁/共27頁