论文部分内容阅读
运动健身装置的电控系统是保证运动健身装置安全、稳定的核心。因此电控系统的研究是运动健身装置研究的关键。通过对电控系统的研究和开发,生产出具有安全性、智能性和性价比高的运动健身装置。
本论文中运动健身装置的电控系统以AT89C51单片机为数字处理核心部件,键盘/LED显示作为人机界面,实现运动装置二维空间的调速控制和位置升降控制。其中,二维空间里调速控制和位置升降控制包括以下两个方面:一是运动健身装置水平方向上调速控制。调速控制采用交流变频调速技术,将小功率变频器运用到运动装置中,采用FR-E520-CH型三菱变频器作为运动装置的调速控制驱动器件。二是运动健身装置垂直方向上位置升降控制。位置升降控制采用JS15-B型伺服电机作为运动装置的垂直方向的位置升降控制驱动器件。从而实现运动健身装置在水平和垂直二维空间上的运动控制。
调速控制的开发和调试着重从两个方面阐述。首先,从FR-E520-CH型三菱变频器的通讯协议研究入手。三菱变频器采用RS-485总线标准,其运行选择参数、通用磁通量控制参数、通讯参数、PID控制参数和通讯协议均是开放的,采用数字处理器完成比较复杂的点对点控制系统。其次,针对运动装置负载的脉动、易变特性,通过对FR-E520-CH型三菱变频器控制的Y802-2型鼠笼电机进行数学建模,采用MATLAB/Simulink仿真模型,从而确定变频器的PID控制参数,使运动装置能够自动平滑地进行加减速,实现无极调速,其精度可达到0.5%~1%。
垂直方向上的位置升降控制是以AT89C51单片机为核心控制元件,经过整流滤波回路、继电器执行回路、位移传感器和压控振荡回路,实现JS1B-15型伺服电机的位移控制。其中,位移传感器和压控振荡器构成位置采样,作为反馈闭环实现JS1B-15伺服电机位移的精确定位。
本电控系统的控制单元不仅具有调速精度高、操作简单、个性化的设定、实时监测等优点,而且具有安全、可靠性能高、性能价格比高的优点。