摘 要:随着城市化进程的不断加快，城市人口规模逐年增加，为了能够缓解由于人口激增而导致的拥堵问题，各大城市都在极力地发展轨道交通，而地铁成为了缓解城市交通的首要选择。目前，地铁司机室门大都为手动门，其故障率较高，极大地降低了地铁运行的可靠性指标。针对以上问题，本文设计了一种电动单开塞拉门控制系统，旨在提高地铁司机室门控制的可靠性，确保地铁司机的安全以及地铁的顺利运行。
首先，介绍了司机室电动单开塞拉门控制系统设计的意义，并且分析了国内外关于轨道车辆门控系统的研究现状，确定了主要研究和设计内容。在此基础上，提出了地铁司机室门控制系统的总体设计要求，给出了了地铁司机室门控制系统的总体设计方案，从功能、性能以及信息三个方面进行了地铁司机室门控制系统的需要分析。提出了司机室电动单开塞拉门控制系统的驱动装置和传动装置的总体设计方案以及司机室门控制系统的机械和控制部分设计方案。
其次，研究了无刷直流电机的控制模型以及控制系统的硬件设计方法，在电动双开门的基础上设计了司机室电动单开塞拉门的硬件控制系统。本文分别设计了用于门控系统的控制电路、控制电机的驱动电路以及基于整个系统的保护电路。基于混沌优化遗传算法的模糊控制PID技术，实现无刷直流电机的控制，并且设计了相应的算法流程，通过仿真分析结果可知，该控制技术具有更好的控制效果。
最后，确定了软件的开发平台，进行了电动单开塞拉门控制系统的软件设计，包括控制系统的启动、保护和开关门功能、紧急解锁功能、防挤压功能以及门系统隔离功能，并且设计控制系统的软件设计主程序和CAN通信接口程序。
目前，该结构的门系统已经正式投产，并进行运营，相关数据和可靠性正在进一步收集。
关键词：门控系统 地铁 司机室门 模糊PID控制
ABSTRACT:Along with the development of city, city population increasing, in order to alleviate the traffic problem caused by the increase of population, the construction of the subway has been focused on the failure of subway cab door was higher, the efficiency is not conducive to the subway, in order to improve the safety and reliability of subway cab door, a electric single cab door control system is designed, which can improve the effect of subway cab door control, ensure the safety of drivers, to ensure the smooth running of the subway.
First of all, this paper analyzes the significance of the design of subway single door cab control system, and analyzes the current research status of the railway vehicle door control system at home and abroad, and confirms the main content of the research.
Secondly, the overall design scheme of subway cab door control system is put forward. The system analysis of subway cab door control system is carried out from three aspects of function, performance and information. The overall design requirements of subway cab door control system are put forward. Put forward the overall design scheme, a driving device and a transmission device for subway electric single cab door control system. Finally, this paper discusses the mechanical and control design of Subway electric single cab door control system.
Again, the design of Subway electric single cab door control system hardware, the hardware control model and the design method of control system of Brushless DC motor, the Subway electric single cab design system of rail door control hardware, design drive circuit, control circuit and protection circuit.
Then, the design of Fuzzy Chaotic Genetic Algorithm to optimize the control based on PID technology, is used to control the brushless DC motor, and design the corresponding algorithm, the simulation results showed that the control effect of this control technique has better.
Finally, the software design of Subway electric single cab door control system, the software development platform, designed to protect the starting function, function, control system function, opening and closing function, emergency unlocking function, anti extrusion function and isolation function, design and software design of main program and CAN communication program control system.
KEYWORDS: door control system; Subway; Cab door; Fuzzy PID control
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪 论 1
1.1 课题研究背景及其意义 1
1.2 国内外研究进展 1
1.3 研究内容 4
1.4 本章小结 5
第2章 司机室门门控系统的总体设计方案 6
2.1 司机室门门控系统的需求分析 6
2.2 门控系统的总体设计要求 7
2.2.1 司机室电动单开塞拉门的主要技术参数和设计标准 7
2.2.2 电动单开塞拉门控系统的设计的基本原则 8
2.2.3 电动单开塞拉门控系统的设计功能要求 8
2.3 电动单开塞拉门门控系统的总体设计方案 9
2.3.1 驱动装置 9
2.3.2 传动装置 14
2.4 司机室电动单开塞拉门控系统的组成 14
2.4.1 司机室电动单开塞拉门控制系统的机械部分 14
2.4.2 司机室电动单开塞拉门控制系统的控制部分 17
2.5 本章小结 21
第3章 司机室电动单开塞拉门控系统的硬件设计 22
3.1 司机室电动单开塞拉门控制系统中无刷直流电机的控制模块 22
3.1.1 无刷直流电机的控制模型 22
3.1.2 无刷直流电机的控制系统硬件设计 27
3.2 司机室电动单开塞拉门控制系统的硬件设计 30
3.3 本章小节 36
第4章 无刷直流电机的模糊PID控制 37
4.1 模糊PID控制器的设计 37
4.2 基于混沌优化遗传算法的模糊PID控制技术 41
4.3 无刷直流电机模糊PID控制仿真 43
4.4 控制方案比较 45
4.5 本章小节 47
第5章 司机室电动单开塞拉门控制系统的功能设计 48
5.1 司机室电动单开塞拉门控制系统软件开发平台 48
5.2 司机室电动单开塞拉门控制系统功能 49
5.2.1 控制系统的启动 49
5.2.2 控制系统的零保护功能 49
5.2.3 控制系统的开门功能 50
5.2.4 控制系统的关门功能 52
5.2.5 控制系统的紧急解锁功能 54
5.2.6 控制系统的防挤压功能 55
5.2.7 控制系统的门隔离功能
