高速列车塞拉门控制系统设计和实现

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经过多年的发展,中国铁路运营里程数已经达到12.4万公里,位居世界前列。随着“一带一路”、“高铁外交”战略的实施,中国研发的轨道交通产品大量出口海外。列车作为铁路相关设施的基础,是体现铁路系统服务水平的载体。塞拉门作为列车的通道,其性能的优劣直接影响列车运行的安全性。我国塞拉门系统研究起步较晚,因此研究和开发满足国内列车发展需求、拥有自主知识产权的塞拉门控制器具有重大意义和实际应用价值。本文根据项目需求设计一种基于DSP28335的塞拉门控制系统,由带霍尔无刷直流电机实现塞拉门的打开和关闭。根据功能说明书,塞拉门系统应具有开关门、声光报警、障碍物检测、紧急解锁、故障诊断、通信等功能。本文结合功能需求和列车实际情况对驱动电机进行选型,确定使用带霍尔无刷直流电机。电机选型完成后,比较其几种调速方法,最终确定了采用双闭环直流调速系统控制无刷直流电机。本文经过对单片机DSP2812和DSP28335的比较,设计了以DSP28335为核心的硬件电路。除了主控制电路,硬件电路还包括电源滤波、SRAM外部存储、时钟及EEPROM存储、输入输出、模拟量采集、电机驱动、显示、通信等电路。为了门控器硬件电路维护方便,将输出电路和主控电路设计成子板,通过连接器与主板相连。以硬件电路为基础,参照EN50128软件标准,本文设计了门控器软件。该软件包括了门功能逻辑控制、通信和故障处理三个模块。门功能逻辑控制模块以电机驱动为基础,实现了车门打开和关闭;通信模块实现了门控器数据的接收和发送;故障处理模块对车门故障进行诊断和处理,保护列车的行驶安全。最后利用塞拉门系统工装和调试工具,对控制器的硬件和软件进行调试。为了保证调试结果的可靠性,本文设计大量测试案例,模拟了车门运行过程中各种状况的发生条件。根据实际测试情况,不断优化塞拉门控制器各项参数。长期的实验结果表明,本文设计的控制器达到预期的设计要求,可很好的应用于车门控制。
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