轨道车辆电动自动门控制系统开发

1 电动自动门工作原理

自动门的工作原理为门板由支架支撑在导轨上，导轨连接到驱动装置，驱动装置通过导轨带动门板滑动。每个门都有锁闭机构，在门关闭到位时，锁闭机构实现机械锁闭。车门具有零速保护和安全连锁电路，开关门有报警装置。电动门的驱动装置是一组电机组件，每节车有一个主控制器来控制本节车的车门。主控制器是自动门的指挥中心，通过内部指令程序，发出相应指令，指挥电机或电锁类系统工作；同时人们也可通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数．外部信号由感应探测器完成，当有移动的物体进入他的工作范围时，他就给主控制器一个脉冲信号；电机提供开门与关门的主动力，控制自动门门扇加速与减速运行。自动门门扇完成一次开门与关门，其工作流程如下：感应探测器将探测信号传至主控器，主控器判断后控制电机运行，同时监控电机转数及电流，以便控制电机在一定时候加力和进入慢行运行及反转。电机得到一定运行电流后做正向运行，将动力经传动机构使自动门扇开启；自动门扇开启后由控制器作出判断，控制马达作反向运动，关闭自动门扇。

2 控制系统的主控器及执行器

自动门测控系统的主控制器采用TI DSP，型号为TMS320C2812，是先进的32位定点DSP芯片，他不但运行速度高，处理功能强大，并且具有丰富的片内外围设备，便于接口和模块化设计，特别适合于有大批量数据处理的测控，利用DSP技术建立有效的信号处理模型以抑制干扰噪声，达到信噪比最大，对本系统的直流无刷电机的测控完全能够保证其实时性。直流无刷电机采用的是ALC-TE差模电感L的BG65PI电机，他具有高效率、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不发热等特性，大大超越传统AC伺服马达，配合T型齿条同步带，使门体自低速至高速的运行均具有超越的宁静性，达到了超静运行。测控系统设计为智能化控制，可随意设定门扇的运行速度，并可设定任意开度状态；可自矫正使门扇保持平稳动作；能够自动检测门的宽度以保持最佳运行状态；具有防夹功能，即当碰到障碍物或人体等异常状况时，门扇自动反转退出，运行过程中，由高速至低速平滑过度。

3 控制系统中的传感器

对于自动门控制系统，就是传感器在接收到外界有人存在时，进行开门动作，之后再关门，控制器不但要单独控制车门，而且还要进行整车通信及其他联系，因此能否有效开门及及时关门，保持车内有效环境都取决于控制器的设计。红外热释电传感器是以检测人体所发出的8～13 μm的红外线来控制的，由微波器件发出，经人体反射，再由器件检出并放大，之后控制后续电路，他的特点是不管人员是否移动，只要处于感应器的扫描范围内，他都会反应，无法进行关门，这对保证车直流电感器箱内环境较小变化不利，因此不适合轨道车辆联接的内端门，因此在这里我们选用微波感应器，又称微波雷达，他对物体的移动进行反应，他的反应速度比红外感应器快，很适合于在轨道客车车门使用，他的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动，雷达便不再反应，自动门就会关闭，由于本设计系统有防夹功能，可以解决有可能出现的夹电感器生产厂家人现象。

4 控制系统的控制方法与程序设计

4.1 采用的控制方法

控制方法采用直接数字控制方法，是一种较好的在线实时控制，一般对输出控制量y(t)和输入位置量x(t)的PID控模压电感制算法为：

其中Kp为比例境益，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。为减少计算量，改为用和式及差分计算，因此当采样周期为T时有：

大电流电感

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