基于CANopen协议的公铁两用牵引车运动控制实现.pdfVIP

学兔兔 基于CANopen协议的公铁两用牵引车运动控制实现 MotioncontroIimplementation ofelectric road／rail tractor based onCANopen protoco- 赵大兴，赵国栋，许 万，王 璜 ZHA0Da．xing，ZHAOGuo-dong，XUWan，WANG Huang (湖北工业大学机械工程学院，武汉430066) 摘 要：运动控制单元是电动公铁两用牵引车控制系统的核心，控制系统主控制器采用CANopen协议 进行数据通讯，为实现公铁两用牵引车的运动控制提供了可靠性高、实时性强白状态获取和 命令下发通道。分析公铁两用牵引车机械结构及主要参数；设计牵引车运动控制CAN总线网 络，完成CANopen协议初始化设置；分析牵引车的运动速度和转向角度，得出牵引车运动控 制理论计算公式，为牵引车的运动控制提供了理论依据。测试结果表明，CANopen协议正常 通讯，实现了公铁两用牵引车所需的运动状态。牵引车的运动速度误差和转向角度误差均在 允许的范围之内，保证了公铁两用牵引车的运动控制精度。 关键词：公铁两用牵引车；CAN总线；CANopen协议；运动控制 中图分类号：TP273 文献标识码 ：A 文章编号：1009-0134(2015)12(上)-01；]5-05 Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2015．23．40 0 引言 盘，车架，控制单元，液压单元，驱动转向单元。控制 随着我国铁路运输业和城市轨道交通的快速发展， 单元由车载无线接收器，手持无线遥控器组成。液压单 传统的公铁两用牵引车难以满足现场作业需求Ⅲ。传统 元 由油泵 电机，齿轮油泵，电磁换向阀，万向轮，前导 公铁两用牵引车的液压运动控制系统响应速度慢、稳定 向轮，后导向轮组成。驱动转 向单元 由行走电机，减速 性差、不能实现反馈、运动控制误差偏大，使得牵引车 箱，转 向电机，转 向直齿轮副，橡胶轮组成。 的动力性能、操作性能、工作效率无法达到要求 】。 以电能作为驱动的新型公铁两用牵引车控制系统3[]， 引入在汽车总线网络中占主导地位的CAN总线4【]，采用广 泛应用于欧洲的工业现场总线协-i,SLCAN opentSl通讯协议， 为实现公铁两用牵引车的运动控制提供了可靠性高、实 时性强的状态获取和命令下发通道 】。 分析公铁两用牵引车机械结构及主要参数；设计牵 引车运动控~JICAN总线网络，完成CANopen协议通讯 初始化设置 ，包括各CANopen设备节点ID (Node_ID) 和CAN标示符 (COB_ID)的分配，通信模型、通信速 率、通信对象的设置；分析牵引车的运动速度和转 向角 地面 橡胶轮 万向轮 后导向轮 度，得出了牵引车运动控制理论计算公式，包括行走电 图1公铁两用牵引车机械结构图 机频率与平移速度关系式，转 向电机频率与转向速度关 系式，橡胶轮转向角位移误差