磁读写检票模块的电控系统设计

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磁读写检票模块是中国高速铁路自动检票机(简称闸机)的核心控制模块,嵌入安装在闸机中,与闸机控制主机相连,配合自动检票系统实现乘客快速检票及进出站控制功能。  因本产品首次在中国应用,而且直接面向不同的社会群体使用,引入的国外产品存在磁面向上插票不识别、多张票插入不识别并导致卡纸、检票速度慢造成检票口拥堵等比较复杂的应用性问题,不能完全适应中国的国情。本文根据中国铁路闸机的磁读写检票模块整体功能需求,研制出一种满足中国国情要求的高速磁读写检票模块电控系统。文中提出了模块控制系统的设计思想和整体架构,总结出了整机的技术指标和关键技术实现点,并以此为依据对模块电控系统进行了详细设计和研究。  在系统详细设计时,首先分析并给出了模块的控制系统架构,完成了整个控制系统的硬件电路和固件工作流程设计,并介绍了重点电路的设计及控制原理;其次在高速直流电机控制设计时,从直流电机控制电压、电流、电路、机械负载等角度建立了本系统直流电机控制数学模型,并给出了本控制系统的传递函数,然后根据本系统电机速度控制的要求,引入了PID控制算法,通过建立Matlab/Simulink仿真模型,实验得出调速系统的快速起动波形和扰动曲线,使电机能够达到本系统满意的控制结果;最后对模块电控系统进行了调测,根据本系统的主要性能指标要求,建立了测试方案,并分别对电机速度、打印功能、磁读写功能、检票速度等指标进行了实际调测,实验结果验证了本系统的控制原理及设计的可行性和正确性,使本系统性能指标完全满足本项目产品的设计要求。  本文着重对模块的电控系统进行了设计和研究,并最终完成了样机试制和调测,同时解决了国外产品在中国应用中出现的主要技术问题。通过对模块电控系统控制技术的研究和实施,使本产品对适应中国国情的磁性票卡检票模块的设计具有很强的指导作用和借鉴使用价值。
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