چکیده

صندلی چرخدار الکتریکی وسیله مناسبی برای کمک به افرادی است که از ناتواناییهای حاد حرکتی رنج می برند و به آنها تا حد زیادی استقلال می دهد. در این پروژه یک صندلی چرخدار با نیروی رانش الکتریکی که کاربر توسط جوی استیک آنرا هدایت می کند، ساخته شد. با بررسی های مختلف خواهیم دید که موتور مناسب برای این منظور، موتور DC مغناطیس دائم است که به منظور استفاده در صندلی چرخدار الکتریکی طراحی شده است. منبع انرژی دو عدد باتری سرب- اسید ۱۲ V, 60 Ah انتخاب شد و مدار تحریک موتور برشگر PWM می باشد که در آن عمل برشگری توسط ماسفت انجام می گیرد. برای کنترل سیستم ابتدا پایداری دینامیک ثابت آنرا با استفاده از ماتریسهای تبدیل دوران، در حالت کلی بررسی کرده و سپس یک مدار خطی از مجموعه را در نظر گرفتن پارامترهای شخص راننده ارائه کردیم. با وجود همه ساده سازیهای ممکن خواهیم دید که مدل به دست آمده از پیچیدگی زیادی برخوردار است و برای کنترل حلقه بسته آن باید از روشهای پیشرفته کنترل وفقی مبتنی بر شبکه های عصبی و منطق فازی استفاده کرد. در صورت عدم استفاده از کنترل حلقه، بسته، هدایت صندلی در محیطهایی با موانع زیاد، با دشواری همراه خواهد بود.

فهرست مطالب

عنوان    صفحه
فصل اول- مقدمه
فصل دوم- بررسی صندلی چرخدار
مقدمه
۱-۲- اجزاء صندلی چرخدار
۱-۱-۲- سیستم رانش
۳-۱-۲- چرخها
۴-۱-۲- اسکلت بندی
۲-۲- انواع صندلی چرخدار
۳-۲- ابعاد استاندارد صندلی چرخدار
۴-۲-پارامترهای مهم در انتخاب صندلی چرخدار
۵-۲-نکات مهم در انتخاب صندلی چرخدار
۶-۲-مشخصات صندلی چرخدار الکتریکی
۱-۶-۲-روشهای هدایت صندلی چرخدار الکتریکی
۲-۶-۲-روشهای هدایت صندلی چرخدار الکتریکی
۷-۲-موارد استفاده از صندلی چرخدار
۸-۲-موارد عدم استفاده از صندلی چرخدار
خلاصه
فصل سوم- انتخاب ادوات مورد نیاز
مقدمه
۱-۳-صندلی چرخدار
۲-۳- موتور الکتریکی
۱-۲-۳-باتریک نیکل- کادمیوم
۲-۳-۳- باتری سرب- اسید
۴-۳- مدار کنترل سرعت
۵-۳- انتخاب المال سوئیچ
۶-۳- انتخاب وسیله هدایت
خلاصه
فصل چهارم- طراحی کنترل کننده
مقدمه
۱-۴- پروتکل هدایت صندلی بر اساس حرکت صندلی چرخدار
۲-۴- رابطه بین سرعت خط
۳-۴- بررسی دینامیک ثابت صندلی چرخدار
۴-۴- بررسی کنترل حلقه بسته
۴-۵- روشهای کنترل صندلی چرخدار الکتریکی
۱-۵-۴- کنترل کننده های قابل تنظیم
۲-۵-۴- کنترل با سنسورها یا همکار
۳-۵-۴- کنترل تحمل پذیر خطا
۶-۴- سازگاری الکترومغناطیسی
فصل پنچم
مقدمه
روشهای ساخت مدار
۱-۵-پیاده سازی به روش آنالوگ
۱-۱-۵- کنترل کننده PWM
2-1-5- محاسبه جریان گیت ماسفت
۳-۱-۵- انتخاب فرکانس برشگری
۴-۱-۵- استخراج پارامترهای موتور ANCN7152
5-1-5- ساختن ولتاژ منفی از ولتاژ مثبت
۲-۵- پیاده سازی به روش دیجیتال
۱-۲-۵- روشهای سنجش شارژ باتری
۲-۲-۵- ساخت منبع تغذیه منفی
خلاصه
فصل ششم- نتایج آزمایشات
فصل هفتم- نتیجه گیری و پیشنهاداتی برای ادامه کار
مراجع
ضمیمه (۱)- نرم افزار هدایت صندلی چرخدار
ضمیمه (۲)- برنامه ثبت و تحلیل داده ها برای تعیین
ضمیمه (۳)- گاتالوگ موتور ANCN7152
ضمیمه (۴)- گاتالوگهای ۸۹۵۱ و TL494

فهرست شکلها
شکل    صفحه
شکل (۲-۱): نمودار ابعاد اساسی صندلی چرخدار
شکل (۱-۳): تصاویر تقربی صندلی چرخدار از زوایای مختلف
شکل (۲-۳): نمای چرخ عقب و متعلقات آن
شکل (۳-۳) نیروهای وارد شده به محور چرخ
شکل (۴-۳): نیروهای وارد شده به صندلی چرخدار در سطح شیبدار
شکل (۵-۳): برشگر کاهنده با بار اهمی
شکل (۶-۳): تقسیم بندی برشگرها
شکل (۷-۳): برشگر کلاس B
شکل (۸-۳): برشگر کلاس C
شکل (۹-۳): برشگر کلاس D
شکل (۱۰-۳): برشگر کلاس E
شکل (۱۱-۳): کنترل دو جهته دور موتور DC با رله SPDT
شکل (۱۲-۳): نمای مداری GTO
شکل (۱۳-۳): نمای مداری ماسفت کانال N
شکل (۱۴-۳): نمای مداری IGBT
شکل (۱-۴): چرخهای صندلی عقب صندلی چرخدار
شکل (۲-۴): نیروهای وارد شده به مرکز جرم
شکل (۳-۴): دستگاه مختصات صندلی چرخدار
شکل (۴-۴): دیاگرام بلوکی سیستم صندلی چرخدار الکتریکی با کنترل انسان
شکل (۵-۴): سینماتیک صندلی چرخدار
شکل (۶-۴): دیاگرام بلوکی دیاگرام بلوکی کامل شده شکل (۴-۴)
شکل (۱-۵): جمع کننده و تفریق کننده آنالوگ
شکل (۲-۵): پیاده سازی تابع قدر مطلق با پل دیودی
شکل (۳-۵): یکسوساز نیم موج ایده آل
شکل (۴-۵): یکسوساز تمام موج ایده آل
شکل (۵-۵): نحوه تضعیف سیگنال خروجی جمع کننده
شکل (۶-۵): نحوه تضعیف سیگنال خروجی تفریق کننده
شکل (۷-۵): نحوه بافر کردن خروجی جوی استیک
شکل (۸-۵): تراشه TL494
شکل (۹-۵): جریانهای کشیده شده توسط گیت هنگام روشن شدن
شکل (۱۰-۵): روشن شدن ماسفت با مقاومت
شکل (۱۱-۵): روشن شدن ماسفت با مقاومت ترانزیستور
شکل (۱۲-۵): مدار تحریک ماسفت
شکل (۱۳-۵): ولتاژ و جریان سوئیچ در حال روشن شدن
شکل (۱۴-۵): روشن پاسخ پله برای استخراج

شکل (۱۵-۵): اعمال ولتاژ پله به موتور
شکل (۱۶-۵): پاسخ پله به موتور
شکل (۱۷-۵): مدار معادل الکتریکی برای  موتور DC
شکل (۱۸-۵): پاسخ فرکانس جریان آرمیچر و سرعت موتور
شکل (۱۹-۵): تنظیم دوره کار توسط TL494
شکل (۲۰-۵): ساخت منبع تغذیه منفی
شکل (۲۱-۵): شکل موجهای رگولاتور باک- بوست
شکل‌ (۲۲-۵): تنظیم فرکانس و دوره کار توسط IC 555
شکل (۲۳-۵): نمای شماتیک مدار دیجیتال
شکل (۲۴-۵): نمودار گردشی برنامه نرم افزاری
شکل (۲۵-۵): تبدیل ولتاژ به جریان
شکل (۲۶-۵):ساخت منبع تغذیه منفی در مدار دیجیتال

فهرست جداول

جدول    صفحه
جدول (۱-۲): ابعاد استاندارد صندلی چرخدار

جدول (۳-۱): مقایسه خواص المانهای قدرت

دانلود فایل