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基于单片机对电梯门机控制系统的设计.pdf
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基于单片机对电梯门机控制系统的设计.pdf基于单片机对电梯门机控制系统的设计.pdf基于单片机对电梯门机控制系统的设计.pdf基于单片机对电梯门机控制系统的设计.pdf基于单片机对电梯门机控制系统的设计.pdf基于单片机对电梯门机控制系统的设计.pdf基于单片机对电梯门机控制系统的设计.pdf基于单片机对电梯门机控制系统的设计.pdf
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电梯门机控制系统设计与分析
1.1 电梯门机控制系统运行曲线的设计
门机运行曲线的示意形状如图 4-1 所示。门机运行曲线按速度分区为:关门
力矩保持区 A
0
,开门低速区 A
1
,开门加速区 A
2
,开门高速区 A
3
,开门减速区
A
4
开门末段低速区 A
5
,开门力矩保持区 A
6
,关门低速及加速区 A
7
,关门高速
区 A
8
,关门减速区 A
9
,关门末段低速区 A
10
,并且要求高速时速度过渡为光滑
的 S 形曲线,其中高速过渡点为 I
2
,I
3
,I
6
和 I
7
。
图 1-1 电梯门机理想运行曲线图
1.1.1 门机运行曲线的分段实现
门机正转与反转运行曲线的设计原理是一样的,以下就以电机正转开门的运
行曲线设计的实现为例进行讨论。为了论述方便,现以开门减速段的实现方法说
明曲线计算过程。设计开门运行曲线时,门机控制系统的速度变化采用如图4-2
所示的速度与时间关系。
图 1-2 门机系统加减速特性
由上述的时间速度控制可讨论系统运行的位移速度曲线。“
S
—门位移;
t
—
时间;
V
—电机的速度;
T
—速度变化的时间间隔;
V
d
—在
T
内的速度变化。
在速度下降的过程中,速度从
V
0
开始下降,则在
t
时刻,
V (t) V
0
V
d
t
,又
V (t)
ds
,则有
dt
S
V (t) dt
0
t
1
V
0
V
1
V
d
0
1
(V
0
V
d
t)dt V
0
t V
d
t
2
2
V
0
V
1
V
d
0
(4-1)
(V
0
2
V
1
2
)
1
(V
0
V
1
)(V
0
V
1
)
2V
d
在一个速度变化时间
T
内,
V
0
V
1
V
d
,则
S
T
(V
0
V
1
) 2 (2V
0
V
d
) 2
(4-2)
由此可知在一个
T
内,其中
T
由门机的一个程序运行循环时间所确定门位移
的距离与
(2V
0
V
d
)
成正比,当
V
0
大时则门位移也大,当
V
0
小时则门位移也小;在
V
0
相同的情况下,如果要改变速度下降的快慢,则可改变 V
d
的大小;同时由以上
的推导可知,系统运行位移
S
与电机速度
V
是成二次曲线关系,则运行曲线在高
速前后的加减速变化是相当平滑的,而且加减速的过程相当迅速。
图 4-3 开门运行位移速度曲线
由运行的对称性可知在加速段过程,其位移速度特性与减速段过程相类似,
可得开门运行曲线的特性曲线,实际设计的门机控制系统开门运行曲线如图 4.3
所示,门机系统的关门运行曲线与开门曲线基本成中心对称关系
1.1.2 S 曲线加减速过程
很好地实现电机加减速过程的 S 曲线,可使门机系统具有良好的运行特性,
使电梯门开关平稳,减小电机所受的负载冲击,提高系统的可靠性,延长系统的
使用寿命。
本设计将电机的加减速过程分为三段,以加速过程为例,第一段采用匀加加
速方式,第二段采用匀加速方式,第三段采用匀减加速方式,其工作曲线如图
4-4 所示。同理对于减速过程也可以分为三个阶段,其加速与减速曲线如图 4.5
所示。
图 4-4 加速过程 S 曲线
图 4-5 加速曲线与减速曲线
下面,以加速过程为例介绍 S 曲线的获得。
1.1.3 连续时间下的分段速度表达式
系统中假设匀加加速段(第一段)和匀减加速段(第三段)时间相等,且加加速
度值和减加速度值相等。于是有
t
1
t
3
t
2
(4-3)
现分段计算:
(1)初试状态
t 0
时,有
da(t)
0,a(0) 0,v(0) 0
(4-4)
dt
(2)匀加加速段,即0 t t
1
时,加速度的变化率为一常数,用
da(t) dt
来
表示加速度的变化率,则有
da(t) dt b,b为一大于零的常数 (4-5)
其中 b 是加加速度值,也是减加速度的绝对值,积分可得
t
da(t)
dt 0
bdt=bt
(4-6)
0
dt
0
t t
1
v(t) v(0)
a(t)dt 0
bdt= bt
2
(4-7)
0 0
2
a(t) a(0)
t
当
t t
1
时,将
t t
1
代人式(4-6)和(4-7)得
a(t
1
) bt
1
(4-8)
1
v(t
1
) bt
1
2
(4-9)
2
(3)匀加速段,即
t
1
t t
2
a(t) a(t
1
) bt
1
(4-10)
t
1
2
1
v(t) v(t
1
)
a(t)dt bt
1
bt
1
dt bt
1
2
bt
1
t bt
1
2
t
1
t
1
2 2
1
bt
1
t bt
1
2
(4-11)
2
t
当
t t
2
时,分别代人(4-10)和(4-11)可得
a(t
2
) bt
1
(4-12)
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