【摘 要】
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由于疫情的影响,国内的煤炭需求急剧提升,某公司抓住此机遇,并总结近年来纯电动汽车整车控制器的发展,提出将整车控制器运用到矿用单轨吊上。本文以单轨吊整车控制器的设计项目为背景,将整车控制器作为研究对象,以矿用单轨吊机车作为运用对象,设计整车控制器,制定整车控制策略,其中对CAN总线理论,单轨吊多电机协同控制问题进行深入研究。研究内容如下:（1）针对矿下运行环境的复杂性,对CAN总线的控制节点进行设计
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由于疫情的影响,国内的煤炭需求急剧提升,某公司抓住此机遇,并总结近年来纯电动汽车整车控制器的发展,提出将整车控制器运用到矿用单轨吊上。本文以单轨吊整车控制器的设计项目为背景,将整车控制器作为研究对象,以矿用单轨吊机车作为运用对象,设计整车控制器,制定整车控制策略,其中对CAN总线理论,单轨吊多电机协同控制问题进行深入研究。研究内容如下:（1）针对矿下运行环境的复杂性,对CAN总线的控制节点进行设计,对单轨吊运行过程中影响力较大的系统设置高速率通道,对于影响力较小的系统设置低速率通道;应对CAN总线延迟问题,分析常规调度算法,并对算法进行优化提出截止期分区双混调度算法,设计根据单轨吊消息的截止期长度进行分类,将等长分区与指数分区相结合,采用截止期混合分区法,对于大区间采取等长分区,对于小区间采取指数分区,符合单轨吊机车消息群的分布,通过算法计算得出总线利用率,并验证了该算法对可调度性的影响。（2）针对单轨吊多电机协同控制性能差、同步性差等问题,对多电机的电气连接方式进行研究,设计合适的连接方式,使电机控制达到连接方式简单、计算量小且稳定好的效果。传统PID算法对电机的控制通过模拟CAN实验进行效果测试,为解决传统PID算法稳定性较差问题,引入模糊控制理论,并组建双闭环模糊PID控制模型。通过仿真,分析模糊控制算法对电机运行稳定性的提升。（3）针对传统机车控制系统复杂、协调控制较差等问题,设计整车控制器以达到机车控制一体化、精确化的目的。根据数据的类型,设计数据采集板电路,用于系统数据的采集。根据外部逻辑需求,设计控制板电路,用于系统的输出控制。为了处理采集的数据、输出合理的控制指令,设计整车控制器软件部分,搭建基层框架、制定数据处理规则、设计软件底层流程图与应用层程序流程图。通过应对CAN总线延迟问题,分析常规调度算法,设计一种双混合调度算法,通过截止期分区策略合理分配消息优先级从而优化消息延时问题。通过CAN通信模拟实验,设计一种基于模糊理论与矢量控制理论相结合的双闭环控制模型,通过搭建模型并完成仿真,实现PID控制效果的优化。应对机车数据的多样性,分类数据并根据不同需求设计采集板与控制板电路,搭建整车控制器实物并根据底层与应用层流程图设计软件部分。图[61]表[13]参[80]
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