电动轮椅控制系统设计与信号检测

"信号检测电路设计-电动轮椅运动控制系统设计" 这篇资源主要讨论的是电动轮椅运动控制系统的信号检测电路设计，特别是电机电流检测电路。电机电流检测电路是一个关键的组成部分，它用于实时监测电动轮椅电机中流过的电流，确保电机的正常运行和安全。电路设计如图3-10所示，采用采样电阻来检测电机电流，并通过运放进行放大和偏移处理，将电流信号转换为0至3.3V的电压范围，其中1.65V作为中点。当电机电流为零时，输出电压为1.65V，正向电流时电压在1.65至3.3V之间，而反向电流时则在0至1.65V之间。电路中的电阻和二极管如R138、D118和D119等协同工作，实现电流信号的放大和限制。 根据电路理论，可以通过静态方程(3-1)来描述电流检测电路的工作状态，其中V表示电路输出电压，RMIV+代表正向电流，RMIV-代表反向电流。电阻的值在方程中起着决定性的作用，如R115、R117、R118和R119等。 电动轮椅是一种便捷的移动工具，尤其适用于身体障碍者和老年人。尽管国外在电动轮椅技术上已较为成熟，但国内在这方面仍存在差距，大多数国内轮椅制造商依赖进口控制器。为了缩小这种差距，本文作者马小珍（华中科技大学硕士研究生，导师万淑芸）进行了深入研究，设计了一款基于TMS320LF2406数字信号处理器的全数字电动轮椅控制器。该控制器采用了带电流补偿的电压负反馈加负载不平衡补偿的双电机协调控制方案，提高了控制精度和稳定性。 控制器设计中，作者还考虑了操纵杆的工作原理，提出了合成计算轮椅速度和运动方向信息的公式，并实施了S曲线生成策略，以提升运行的舒适度。此外，文中还涉及了基于电压信号检测的故障检测和定位方法，确保了系统的可靠性和安全性。 通过实验验证，这个分析设计的电动轮椅控制系统表现出良好的性能，实现了预期的设计目标。这项工作对于推动国内电动轮椅技术的发展，特别是低成本高性能控制器的研制，具有重要的意义。