《基于单片机的矿用电机车控制系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的矿用电机车控制系统设计（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目 录摘 要1Abstract21 绪论11.1 研究背景及意义11.1.1 研究的背景11.1.2 研究意义11.2 研究现状及发展趋势11.2.1 发展历史及研究现状11.2.2 矿用电机车控制系统的发展趋势21.3 本文的主要研究工作22 矿用电机车控制系统理论基础42.1 矿用电机车控制系统原理和结构42.1.1 矿用电机车控制系统原理42.3.2 矿用电机车控制系统结构42.2 矿用电机车控制系统算法6（1）逻辑门限制控制6（2）最优控制6（3）模糊控制7（4）PID 控制7（5）滑模变结构控制72.3 本章小结73 微机矿用电机车控制系统的硬件设计83.1 中央处理单元的设计83.
2、1.1 设计基本要求83.1.2 中央处理单元的组成83.1.3 传感器选取93.2 单片机选型93.3 电源设计9图 3.2 系统电源设计103.4 信号采集电路103.4.1 轴重采集电路103.4.2 加速度采集电路123.5 电磁阀驱动电路12（1）电压隔离功能。12（2）信息传递功能123.6 硬件抗干扰电路131.滤波技术132.去耦电容133.接地技术143.7 合理的线路板布线工艺153.8 本章小结154 矿用电机车控制系统的软件设计165 实验286 结论与展望31参考文献32致 谢34基于单片机的矿用电机车控制系统设计摘 要本文介绍了我国和国外汽车发动机控制系统的历史、现
3、状和发展趋势。研究了发动机控制系统的工作原理、结构和工作过程，得到了一些物理量。这些值可用于矿山机械的控制系统中。本文讨论了矿用电机车控制系统的参数、优缺点以及IGBT常规设备的选择，在单片机C8051F110上。 如果核心采用设计方法获得数据采集、控制和供电，这是一个用于机动车辆的系统。光电耦合和电压分离的信号传输，已经能够提高控制系统对数据采集和系统运行的控制能力。最后，输入、输出（模块已经在我的机车上进行了测试，而计算机是基于控制系统在机动车辆上的应用来实现的）是这一点的基础。关 键 词：矿用电机车；控制系统；单片机 研究类型：应用研究 DesignofMineElectricLocom
4、otiveControlSystemBasedonSingleChipMicrocomputerAbstract This paper introduces the history, current situation and development trend of automotive engine control systems in China and abroad. The working principle, structure and working process of the engine control system are studied, and some physic
5、al quantities are obtained. These values can be used in the control system of mining machinery. This paper discusses the parameters, advantages and disadvantages of the mine locomotive control system and the selection of IGBT conventional equipment, which is based on the single chip computer C8051F1
6、10. If the core uses design methods to obtain data acquisition, control and power supply, this is a system for motor vehicles. The signal transmission of photoelectric coupling and voltage separation has been able to improve the control ability of the control system for data acquisition and system o
7、peration. Finally, input and output (module has been tested on my locomotive, and computer is based on the application of control system on motor vehicles) is the basis of this.Key words:Mine electric locomotive; Anti-skid control system; Slip rate; Adhesion; Single Chip Microcomputer ii山西工程技术学院-毕业设
8、计说明书1 绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究的背景 随着我国社会经济水平的提高，改革开放对第一批客货列车的需求增加，对交通安全的需求也增加。由于防滑系统的快速发展，研究人员开始对矿用电力机车的控制系统进行了全面的了解。煤炭、电力牵引、多车实现及多车牵引和装卸是最重要的设备之一，其简单、维护、成本低、能耗低、承载能力高，是额定功率的两倍、安全、高速到强承载。在这起事故中，环境、采矿、电力机车运行、安全尤为重要。 1.1.2 研究意义 在制动过程中，当摩擦力以更大的速度旋转时，车轮可以大幅度降低速度甚至停止机车的转动，而“滚动”，这种现象被称为“锁定”。人们在实践中，当发动机的制动力可以
9、达到或仅达到或的一半时，车轮锁定。身体不适时，减速速度小于最严重的刹车距离。 磁悬浮列车近年来一直令人印象深刻，但总的来说，我国高速列车的制动主要是指粘着，而粘着系数受高速倒计时的影响，被粘着概率很高。然而，汽车发动机在高速运转的过程中打滑。出现严重磨损。同时，制动距离也可以延长，以保证电灯的安全，而不是因为高速列车运行控制系统的作用最为重要。3。1.2 研究现状及发展趋势1.2.1 发展历史及研究现状 制动的第一个安全检查是ABS（防抱死制动系统）。20世纪30年代初，提出了列车和飞机使用的防抱死制动系统，同时提出了机械上属于它的无阻塞制动系统林肯车，此时电机车控制系统由原来的防睡眠装置刹车
10、和制动系统5。对于系统的研究与开发，在ABS的研究过程中，其与驱动轮的交互作用迅速下滑；这就是驱动防护系统 ASR（Anti-Slip Regulation），也被称为自动牵引力控制。对多种防滑装置发展的分析可分为三个阶段7。 第一阶段 机械防滑系统。防滑系统滑行第一评估系统是基于减速角，即只对角度减速的参数。它通过转动转动惯量变为位移来控制阀门或回路的开闭，从而控制角减速突变的轮对。 第二阶段 电子防滑系统。与机械式防滑系统相比，第二阶段的参数控制得到了提高，提高了系统的灵敏度和功能，提高了速度，同时实现了闪亮补偿。第三阶段 微机控制防滑系统。它是根据出生迅速，现在在公共巴士。如 TFX1
11、型防滑器8就是我国研制完成的，此外还有克诺尔MGS1型OMG 202型及FAIVELEY，是由德国、奥地利和法国研发生产的910。 1.2.2 矿用电机车控制系统的发展趋势 矿用电机车控制系统应用发展方向主要表现在： （1） 通过不同的控制功能在系统中实现综合控制功能。（2） 基于经济考虑，为了避免车辆质量安全装置变大，在采矿作业中，电力机车控制系统应在最大减重的基础上运行。环境、设计、结构和改进的集成可以意识到这种规模的缩小。（3在矿用电机车控制系统中，广泛应用的逻辑边界控制仍然是最重要的控制和智能控制算法，也逐渐出现。 （4）汽车电子设备的使用逐渐增多，每个电子单元可以进行数据交换和数据共
12、享，以减少连接器的数量，降低系统的成本。设备的控制、稳定性、可靠性和控制效果都有了明显的提高，采矿作业、电力机车控制系统也有了明显的改善。1.3 本文的主要研究工作基于单片机的矿用电力机车控制系统，安装使铁路立柱车轮有效地利用了铁路附着性，从而缩短了制动长度，防止了由于车轮打滑、磨损、磨损，提高了动力效率，本文对矿用电力机车的微机矿用电机车控制系统进行了研究。正在调查中的电力机车，以充分利用和控制车轮制动滑块的粘附力，以提高机车制动、安全性和互操作性。主要进行了以下几个方面工作： （1）矿用电机车在轮轨粘着制动时，机车车轮的轮轨爬行是一种制动情绪的上升和滑动。外部因素、附着因素、随时变化都很难
13、得到足够的制动力。控制系统是一个基本功能，本文首先分析了轮轨粘着和电力机车微机控制系统的工作原理。 （2）根据电子控制单元的设计要求，并根据矿用电机车控制系统的要求，对电子控制单元的芯片组进行了设计方案的选择、系统元件的选择、功能、电路的设计。 （3）分析常用的控制参数和算法，选择减速和滑转率作为微机电力机车的控制参数，并采用逻辑限位控制。 （4）针对我国电力机车控制相关任务，设计并实现了该系统，并利用该系统对防排气阀进行控制，利用轮速信号采集实验模拟制动输出信号。2 矿用电机车控制系统理论基础2.1 矿用电机车控制系统原理和结构2.1.1 矿用电机车控制系统原理 矿用电机车形式多样性的控制，
14、但基本构成与输入单元、中央处理单元、单元基本相同。它们的工作原理是一样的。图 2.1制动系统原理图模块控制工作原理如图 2.1 示。 2.3.2 矿用电机车控制系统结构 矿用电机车变频调速控制系统由主电路 、控制电路 、延时驱动电路和键盘显示电路组成 。图 2.2 电机车变频调速控制系统框图（1）中央处理单元 电力机车控制系统是作为中央处理器的最大微处理器的核心部分，主要工作包括根据数据处理、信息和不同的传感器输入数据，并根据相应的培训标准进行相应的轮速计算输出控制标志控制信号采取等效措施，使机车有足够的力矩保持最佳粘着状态。（2）防滑排风阀 防滑排气阀是矿山电力机车控制系统的操作机构。虽然它
15、的形状和结构不同，但其工作原理和设计要求并没有很大的不同。 图 2.3 防滑阀结构图2.2 矿用电机车控制系统算法目前，矿用电机车控制系统采用的控制方法主要有逻辑门限制值控制、最优控制及模糊控制、PID 控制及滑模变结构控制等等32，下面分别做简单的介绍。 （1）逻辑门限制控制 逻辑极限控制方法在于经验值及其控制阈值，通常在一个或多个物理量中选择一个速度差、滑动速度、减速和速度差，由于系统的数学模型要求不太严格，这种用于检查非线性系统的控制算法很容易实现。因此更广泛的应用。由于其独特的汽车电力机车控制系统得到了广泛的应用，简单的校验、计算量小、易于实现33。 （2）最优控制 基于最先进的控制方法，对机车和轨道表面进行了优化控制的数学模型，并在此模型的基础上，在时间域上提
