[發(fā)明專利]一種用于屏蔽門的門機控制器及其控制方法

有效

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• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103758433A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 張友剛;王仁偉;劉志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇新綠能科技有限公司
• 主分類號: E05F15/20
• 分類號: E05F15/20;H02P6/06
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 沈志海

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于屏蔽門的門機控制器，具體涉及到應用于屏蔽門門機的無刷直流電機先進控制，屬于軌道交通屏蔽門門機控制設備技術領域。

背景技術

隨著城市軌道交通的迅速發(fā)展，地鐵已成為人們出行最便捷、經(jīng)濟和高效的交通工具之一；與此同時，對于屏蔽門的可靠運行也提出了越來越高的要求。屏蔽門是安裝在地鐵車站站臺邊緣的玻璃門，它將站臺和列車運行區(qū)域隔開，具有提高站臺安全性、減少車站環(huán)控系統(tǒng)的投資等特點。地鐵屏蔽門門機控制算法通常采用常規(guī)PID控制，由于無刷直流電機的參數(shù)非線性和時變，這就使得屏蔽門的響應速度較慢，又由于傳統(tǒng)的PID有一定的超調(diào)量，使得屏蔽門運行時不穩(wěn)定，同時抗干擾能力不強。

上述問題是在屏蔽門的門機控制器的設計和運行過程中應當予以考慮并解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于屏蔽門的門機控制器及其控制方法解決現(xiàn)有技術中存在的地鐵屏蔽門門機控制算法通常采用常規(guī)PID控制，由于無刷直流電機的參數(shù)非線性和時變，這就使得屏蔽門的響應速度較慢，又由于傳統(tǒng)的PID有一定的超調(diào)量，使得屏蔽門運行時不穩(wěn)定，同時抗干擾能力不強的問題。

本發(fā)明的技術解決方案是：

一種用于屏蔽門的門機控制器，包括門機控制器的中央控制器、主監(jiān)視器、單元控制器、驅(qū)動、整流器、逆變器、電流采集器、帶位置傳感器的無刷直流電機；

中央控制器通過異步串行通訊模塊與單元控制器連接，中央控制器通過CAN總線與主監(jiān)視器連接；

整流器與驅(qū)動連接，逆變器與整流器連接，無刷直流電機與逆變器連接，電流采集器也與逆變器連接；

中央控制器通過正交編碼脈沖電路模塊與無刷直流電機的位置傳感器連接，中央控制器通過A/D模塊與電流采集器連接。

優(yōu)選地，所述中央控制器通過硬線與單元控制器相連。

優(yōu)選地，中央控制器可采用在線配置其相關參數(shù)。

優(yōu)選地，還包括保護電路，所述保護電路包括電流保護電路、電壓保護電路和邏輯保護電路。

優(yōu)選地，所述中央控制器可選用DSP或FPGA作為其芯片。

優(yōu)選地，控制上述一種用于屏蔽門的門機控制器的控制方法，包括轉(zhuǎn)速比較器、誤差判斷器、模糊-PID控制器、傳統(tǒng)PID控制器、電流比較器、電流PID調(diào)節(jié)器和PWM控制器；

所述中央控制器內(nèi)部采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制，其轉(zhuǎn)速環(huán)采用模糊-PID切換控制，電流環(huán)采用傳統(tǒng)PID控制；

單元控制器給出信號給中央控制器，中央控制器根據(jù)設定的轉(zhuǎn)速曲線啟動無刷直流電機。在屏蔽門的運行過程中，中央控制器通過A/D模塊不斷采集無刷直流電機的位置以及電流采集器的電流信息，獲得的轉(zhuǎn)速n與參考轉(zhuǎn)速???????????????????????????????????????????????比較，其差值通過轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制后，PMW控制器控制無刷直流電機轉(zhuǎn)速跟隨設定轉(zhuǎn)速；

參考轉(zhuǎn)速與來自無刷直流電機的轉(zhuǎn)速n通過轉(zhuǎn)速比較器輸出轉(zhuǎn)速誤差，誤差判斷器得出誤差大小并根據(jù)轉(zhuǎn)速誤差大小選擇調(diào)節(jié)方式，當誤差較大時采用模糊-PID控制器控制，當誤差較小時采用傳統(tǒng)PID控制器控制，由轉(zhuǎn)速誤差和轉(zhuǎn)速誤差變化率作為二維模糊控制器的輸入，二維模糊控制器的輸出作為電流的參考值，經(jīng)過此系統(tǒng)輸出的電流與電流傳感器輸出的電流輸入到電流比較器中，誤差電流經(jīng)過電流PID調(diào)節(jié)器輸出PWM控制器的占空比，最后由PWM控制器通過逆變器控制無刷直流電機的轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明一種用于屏蔽門的門機控制器及其控制方法，中央處理器通過CAN總線與主監(jiān)視器連接，將門機控制器狀態(tài)與故障信息傳送給主監(jiān)視器；逆變器與無刷直流電機相連，電流采集器與整流器連接，無刷直流電機與整流器相連；中央控制器通過A/D模塊與電流采集器連接，中央控制器通過PWM控制器與逆變器連接，通過正交編碼脈沖電路模塊與無刷直流電機的位置傳感器連接。中央控制器采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制。正常工作模式下，單元控制器根據(jù)列車到站或離站信息給出開門或關門的信號到門機控制器的中央控制器，中央控制器根據(jù)設定的轉(zhuǎn)速曲線啟動無刷直流電機，通過傳動機構(gòu)控制屏蔽門的開閉。在屏蔽門的運行過程中，不斷采集電機位置及電流信息，獲得的轉(zhuǎn)速n與設定的轉(zhuǎn)速比較，其差值通過轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制后，產(chǎn)生PWM控制器控制無刷直流電機轉(zhuǎn)速使其跟隨設定轉(zhuǎn)速。