臺灣博碩士論文加值系統

由於近年來人口老年化問題日益嚴重，且其中有近三成的老年人是不良於行，使得對電動輪椅量之需求及性能之要求日漸增加。為了改善電動輪椅在行進間的運動性能，提高使用者駕馭的舒適性、安全性及操控性能，研究新進的控制技術和製作更好的驅動器變得更為重要。本研究以箝入式系統VisSim軟體來設計模擬系統，並以數位訊號處理器eZdspLF2407 做為控制核心，加入電流迴授及速度迴授，以提供更為理想的速度與扭力輸出，最後整合驅動器之製作，實際測試、驗證其可行性。

The demand for electric wheelchairs and their performance has increased because the aging of population has become a more serious problem gradually and nearly thirty percent of the elderly have difficulty in walking. Therefore, research and development of advanced control techniques and production of better drive systems become critical in order to improve the performance of electric wheelchairs in motion and provide better driving features such as comfort, safety, and operation functions.

VisSim/Embedded Controls Developer was used in this project and digital processor eZdspTM320LF2407 A was made as control core. The design included current feedback and speed feedback to provide perfect speed and torsion for electric wheelchairs. Thus, an integral high performance drive system was created and a field test was conducted.

目　錄
頁次
中文摘要………………………………………………………………i
英文摘要………………………………………………………………ii
誌謝……………………………………………………………………iii
目錄……………………………………………………………………iv
圖目錄…………………………………………………………………vii
表目錄…………………………………………………………………x

第一章　緒論…………………………………………………………1
1.1研究動機…………………………………………………1
1.2產業現況…………………………………………………1
1.3研究目的…………………………………………………3 　
1.4文獻回顧…………………………………………………3
1.5本文內容…………………………………………………6

第二章 理論基礎…………………………………………………7
2.1機械式電子式差速器差異………………………………7
2.1.1驅動力分析……………………………………………9
2.2最大速度限制條件………………………………………10
2.2.1 車輛轉彎運動方程式 ………………………………10
2.2.2 阿卡曼轉向原理………………………………………12
2.3搖桿操作模式分析………………………………………15

第三章 電動輪椅驅控系統設計與製作……………………………19
3.1 電動輪椅系統架構實體…………………………………19
3.2 控制晶片、驅動晶片及功率開關選用…………………20
3.2.1 DSP TM320LF2407晶片架構…………………………… 21
3.2.2 驅動晶片IR2136……………………………………………22
3.2.3 電流檢測IR2175 ………………………………………… 23
3.2.4 Power MOSFET……………………………………………24
3.2.5 增量型編碼器 ……………………………………………26
3.2.6 全穚驅動電路 ……………………………………………26
3.2.7 馬達特性選用評估…………………………………………28
3.3馬達迴授電路設計…………………………………………………28
3.3.1 馬達控制系統的組成……………………………………… 28
3.3.2 伺服驅動系統………………………………………………29
3.3.3 開迴路控制方塊圖………………………………………… 30
3.3.4 電流迴授與速度迴授……………………………………………32
第四章 系統設計與規劃……………………………………………………………35
4.1 VisSim 軟體設計簡介………………………………………………… 35
4.2 搖桿命令之處理………………………………………………………36
4.2.1雜訊與濾波………………………………………………36
4.2.2 搖桿輸入A/D轉換值………………………………………38
4.2.3 搖桿電壓命令及區間之轉換…………………………………40
4.3 PWM頻率選擇與量測……………………………………………………42
4.4 減緩煞車制動器之設計………………………………………………44
4.5閉迴路設計控制方法…………………………………………………46
4.6 速度開迴路與閉迴路特性量…………………………………………48

第五章 驅控系統測試實驗………………………………………………………53
5.1電動輪椅配備規格……………………………………………………53
5.1.1 電動輪椅資料及電氣特性………………………………………54
5.2電動輪椅驅控器裝載…………………………………………………55
5.3輪椅基本性能測試實驗………………………………………………56
5.3.1速度量測實驗………………………………………………56
5.3.2制動性能實驗………………………………………………57
5.3.3爬坡度實驗 ………………………………………………59
5.3.4強迫停止實驗………………………………………………60
5.3.5最小迴轉半徑測試………………………………………… 60
5.3.6電動輪椅座椅起降功能……………………………………61

第六章 結論………………………………………………………63

參考文獻………………………………………………………68

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