基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置及其控制方法，牵引机构控制装置包括开度传感器、左张力传感器、右张力传感器、融合控制电路和电机驱动电路，开度传感器实时采集门体位置信息，左张力传感器实时采集左钢索张力信息，右张力传感器实时采集右钢索张力信息，这些传感器采集到的信息传给融合控制电路，融合控制电路对这些传感器信息进行融合处理后给电机驱动电路，带动牵引机构运动。本发明实现了多传感器信息融合控制，保证两个门体同步平稳对称打开闭合到指定位置，同时采用全模拟电路实现和最值选取方法，避免了复杂的数字程序计算，提高了整个闭环系统的响应速度，具有体积小重量轻，复杂度低，实时性和稳定性高等优点。
【专利说明】基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置及其控制方法，尤其涉及在弧形轨道上对称打开闭合两个门体的牵引机构控制装置及其控制方法，属于电子系统设计和控制方法领域。
【背景技术】
[0002]在弧形轨道上对称打开闭合的门体，由于使用空间限制必须用空间布局灵活的钢索牵引机构，那么如何保证两个门体同步平稳对称打开闭合到指定位置，且在打开和闭合过程中不会因为意外出现系统损伤等不可修复的故障，是钢索牵引机构控制装置需要解决的问题。
[0003]多传感器信息融合控制是指当一个系统的动态过程可以用多种物理特征表示出来时，用多种传感器分别监测系统动态过程中各个物理特征，并使这些传感器采集到的信息共同参与到系统的反馈控制中。发明专利“电梯钢索张力在线控制系统及方法”(专利号为CN201110361164.3)涉及一种电梯钢索张力在线控制系统，其特征在于包括控制器、张力测量装置及张力调整装置，张力测量装置及张力调整装置分别连接控制器；张力测量装置包括钢索股绕过的滑轮，滑轮轴上设有称重传感器，称重传感器连接接收器；张力调整装置包括一端固定的拉力钢索，拉力钢索绕过工字轮，拉力钢索子的另一端连接气动装置。该发明由张力测量装置在线测量钢索股的张力，并通过控制器的模糊控制模块处理后控制张力调整装置在线调节钢索股的张力，自动检测并调节各钢索股的张力，保证钢索股之间的张力的一致性。这种方法只是解决了两个钢索股之间张力的一致性，但无法保证两个门体位置也是对称一致的，无法完成驱动牵引机构开合两个门体的控制要求。发明专利“控制装置”(专利号为CN200710086176.3)公开了一种控制装置用来进行零件加工，具体是在力控制电路的内侧具有位置控制电路，为了规定控制对象对于工件的相对位置和所述工件以及所述控制对象相互的接触力，对所述控制对象的驱动源进行力控制，根据对于所述驱动源的位置指令值和实测位置，取得所述位置控制电路的时间常数；根据所述控制对象接触到所述工件时的力数据，取得所述控制对象和所述工件的刚性值，在所述位置控制电路的所述时间常数大于所述力控制电路的时间常数的条件下，根据位置控制电路的时间常数和刚性值，计算所述力控制电路的力控制增益。该发明虽然也应用了位置反馈和力反馈信息融合，但属于数字电路设计方法，设计复杂度高，实时性受限，在驱动牵引机构上要求高度实时性的场合并不适用。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置及其控制方法，控制弧形轨道上打开闭合的门体的牵引机构，保证两个门体同步平稳对称打开闭合到指定位置。
[0005]本发明为实现上述发明目的所采取的技术方案是:一种基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置，牵引机构包括左右两扇门体以及分别牵引两扇门体的电机、强力弹簧、钢索和滑轮组，其特征是:包括融合控制电路、开度传感器、左张力传感器、右张力传感器和电机驱动电路，开度传感器实时采集门体位置信息，左张力传感器与左门钢索相连，实时采集左门钢索张力信息，右张力传感器与右门钢索相连，实时采集右门钢索张力信息，开度传感器、左张力传感器和右张力传感器采集到的信息传给融合控制电路，融合控制电路对这些传感器信息进行融合处理后输出给电机驱动电路，以此带动牵引机构运动。
[0006]融合控制电路包括三路信号调理电路、自动切换电路、五路预运算电路、最大值选取电路和最小值选取电路，其中，第一路预运算电路是开度基准信号上限值/下限值参与的预运算电路，第二路和第五路预运算电路都是张力上限值参与的预运算电路，第三路和第四路预运算电路都是张力下限值参与的预运算电路；自动切换电路的输入端连接开门/关门控制指令和开度基准信号上限值 /下限值，第一路信号调理电路的输入端连接开度传感器信号，第一路预运算电路的输入端连接自动切换电路的输出端和第一路信号调理电路的输出端；第二路信号调理电路的输入端连接左张力传感器信号，输出端与第二路预运算电路和第三路预运算电路的输入端连接；第三路信号调理电路的输入端连接右张力传感器信号，输出端与第四路预运算电路和第五路预运算电路的输入端连接；第二路和第五路预运算电路的输出端连接最小值选取电路，第三路和第四路预运算电路的输出端连接最大值选取电路；最小值选取电路输出的信号、最大值选取电路输出的信号和第一路预运算电路输出的信号叠加融合后输出到电机驱动电路。
[0007]预运算电路包括电平线性化电路和比例微分运算电路，比例微分运算电路包括集成运算放大器、反馈电阻、输入电阻和电容，电容和反馈电阻并联后一端连接集成运算放大器的反相输入端，另一端连接集成运算放大器的输出端，预先设定的参考电压经过输入电阻连接集成运算放大器的同相输入端，电平线性化电路由两个负极相连的稳压管组成，稳压管的两个正极分别与集成运算放大器的反相输入端和输出端连接，集成运算放大器的输出端即为预运算电路的输出端。
[0008]自动切换电路包括自动切换预处理电路和切换控制电路，自动切换预处理电路由三极管V15、V16和电阻1?40、1?41、1?48、1?49、1?50组成，三极管V15的集电极通过电阻R48与电源VCC连接，三极管V16的集电极通过电阻R49与电源VCC连接，三极管V15的集电极通过电阻R50与三极管V16的基极连接，电阻R41的一端与三极管V15的基极连接，另一端与三极管V15的发射极、三极管V16的发射极共同连接后接地，开门/关门控制指令经过电阻R40输入三极管V15的基极，三极管V15的集电极为关门信号SHUT的输出，三极管V16的集电极为开门信号OPEN的输出；切换控制电路包括模拟开关通道UlC和模拟开关通道U1B，切换控制电路接收自动切换预处理电路输出的关门信号SHUT和开门信号OPEN，其中开门信号OPEN连接切换控制电路的模拟开关通道U1C，关门信号SHUT连接切换控制电路的模拟开关通道U1B，模拟开关通道UlC连接开度基准信号上限值，模拟开关通道UlB连接开度基准信号下限值，模拟开关通道UlC和模拟开关通道UlB的输出端经过输入电阻连接第一路预运算电路的集成运算放大器的反相输入端。
[0009]最小值选取电路由两个二极管组成，两个二极管的负极分别连接第二路和第五路预运算电路的输出端，两个二极管正极相连接，正极连接点为最小值选取电路的输出端；最大值选取电路由两个二极管组成，两个二极管的正极分别连接第三路和第四路预运算电路的输出端，两个二极管负极相连接，负极连接点为最大值选取电路的输出端。
[0010]信号调理电路由低通滤波电路和电压跟随器组成，低通滤波器由电阻R5、R6、R39和电容C3、C4组成，电阻R5的一端与电容C3的一端连接之后通过电阻R6与电容C4连接，电阻R5、电容C3和电容C4的另一端共同连接后接地，电压跟随器由集成运算放大器U2B和反馈电阻R47组成，集成运算放大器U2B的同相输入端与电阻R6和电容C4的连接点连接，集成运算放大器U2B的反相输入端经过反馈电阻R47与输出端连接，电阻R39的一端连接输入的传感器信号，另一端与电容C3和电阻R6的连接点连接，集成运算放大器U2B的输出端即为信号调理电路的输出端。
[0011]开度传感器包括一个带转轴的位置电位计摇臂和一个与该转轴固定连接的角位移电位计，且角位移电位计以该转轴为同心轴，所述摇臂的前端与门体相连。
[0012]张力传感器包括一个钢索张力电位计摇臂，该摇臂前端装有导向滑轮，且导向滑轮与钢索接触，摇臂后端连接转轴，在转轴上设有角位移电位计和一个扭转弹簧。
[0013]本发明还提供了一种基于多传感器信息融合的牵引机构控制方法，控制过程为: O融合控制电路接收到“开门”或者“关门”的控制指令；
2)控制指令为“开门”时，给定开度为“开”的电压为开度基准信号上限值，设定系统允许张力最大值为张力上限值，当指令信号为“关门”时，给定开度为“关”的电压为开度基准信号下限值，设定系统允许张力最小值为张力下限值；
3)控制指令为“开门”时，驱动电机带动钢索沿滑轮牵引门体克服强力弹簧拉力平稳开至所需位置，控制指令为“关门”时，驱动电机带动钢索沿滑轮释放门体，门体在强力弹簧的拉力作用下平稳关闭；
4)在步骤3)的过程中，开度传感器信号与开度基准信号进行比较，控制指令为“开门”时，如果开度传感器信号小于开度基准信号上限值，门体继续向“开”方向运动，如果开度传感器信号等于开度基准信号上限值，门体停止运动，控制电路向控制计算机反馈“开到位”信号，如果开度传感器信号大于开度基准信号上限值，门体向“关”方向运动，与上述控制过程的同时执行步骤5);指令信号为“关门”时，如果开度传感器信号大于开度基准信号下限值，门体继续向“关”方向运动，如果开度传感器信号等于开度基准信号下限值，门体停止运动，控制电路向控制计算机反馈“关到位”信号，如果开度传感器信号小于开度基准信号下限值，门体向“开”方向运动，与上述控制过程的同时执行步骤5)；
5)指令信号为“开门”时，若张力传感器信号小于张力上限值，则继续驱动电机向“开”方向转动，若张力传感器信号等于张力上限值，则驱动电机停止转动，若张力传感器信号大于张力上限值，则驱动电机向“关”方向转动；指令信号为“关门”时，若张力传感器信号大于张力下限值，则继续驱动电机向“关”方向转动，若张力传感器信号等于张力下限值，则驱动电机停止转动，若张力传感器信号小于张力下限值，则驱动电机向“开”方向转动。
[0014]本发明实现了多传感器信息融合控制，解决了单一传感器测量系统信息不全面，控制效果不理想等问题，通过开度传感器采集的门体开度信号和张力传感器采集的钢索张力信号的融合控制，保证牵引机构的两个门体同步、平稳以及对称地打开或者闭合到指定位置。本发明采取了全模拟电路实现的融合控制和最值选取方法，避免了复杂的数字程序计算，提高了整个闭环系统的响应速度，具有体积小重量轻，复杂度低，实时性和稳定性高等优点。【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是牵引机构正视图。
[0016]图2是牵引机构俯视图。
[0017]图3是张力传感器正视图。
[0018]图4是牵引机构控制装置关系框图。
[0019]图5是信号调理电路的电路图。
[0020]图6a是自动切换预处理电路的电路图。
[0021]图6b是开度基准信号参与的预运算电路的电路图。
[0022]图7是张力上限值参与的预运算电路的电路图。
[0023]图8是融合控制电路工作流程图。
[0024]图中标号名称:1一门体，2—分段式轨道，3—钢索，4一电机，5—位置电位计，6—强力弹簧，7—位置电位计摇臂，8—钢索卷绕盘，9一导向滑轮，10—钢索张力电位计摇臂，11一钢索张力电位计、12—扭转弹簧。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细说明。
[0026]图1和图2分别是该发明基于多传感器信息融合的控制装置的控制对象——牵引机构的正视图和俯视图，牵引机构包括:门体1，分段式轨道2，钢索3，电机4，强力弹簧6，钢索卷绕盘8和导向滑轮9，开度传感器包括:位置电位计5和位置电位计摇臂7。
[0027]图3是张力传感器正视图，张力传感器包括:钢索张力电位计摇臂10，钢索张力电位计11和扭转弹簧12。
[0028]图4是本发明所述牵引机构控制装置关系框图，其中虚线框部分为融合控制电路。如图4所示，融合控制电路包括三路信号调理电路、自动切换电路、五路预运算电路、最大值选取电路和最小值选取电路，其中，第一路预运算电路是开度基准信号上限值/下限值参与的预运算电路，第二路和第五路预运算电路都是张力上限值参与的预运算电路，第三路和第四路预运算电路都是张力下限值参与的预运算电路；自动切换电路的输入端连接开门/关门控制指令和开度基准信号上限值/下限值，第一路信号调理电路的输入端连接开度传感器信号，第一路预运算电路的输入端连接自动切换电路的输出端和第一路信号调理电路的输出端；第二路信号调理电路的输入端连接左张力传感器信号，输出端与第二路预运算电路和第三路预运算电路的输入端连接；第三路信号调理电路的输入端连接右张力传感器信号，输出端与第四路预运算电路和第五路预运算电路的输入端连接；第二路和第五路预运算电路的输出端连接最小值选取电路，第三路和第四路预运算电路的输出端连接最大值选取电路；最小值选取电路输出的信号、最大值选取电路输出的信号和第一路预运算电路输出的信号叠加融合后输出到电机驱动电路。
[0029]图7是张力上限值参与的预运算电路的电路图，此图为融合控制电路接收的控制指令为开门时对左张力传感器信号和右张力传感器信号的处理电路。如图所示，预运算电路包括处理左张力传感器信号的预运算电路和处理右张力传感器信号的预运算电路两个部分，张力上限值分别经过输入电阻输入到这两部分预运算电路中集成运算放大器的反相输入端。预运算电路包括电平线性化电路和比例微分运算电路，电平线性化电路保证运算后的信号在指定区域内线性输出，比例微分运算电路完成钢索张力上限值或下限值与张力信号的加法运算、与参考电压的减法运算以及信号的比例、阻尼和系统静差调节。比例微分运算电路包括集成运算放大器仍4、仍8，反馈电阻1?31、R32，输入电阻R11、R12、R13、R15、R14和R18，电容C7、C8分别和反馈电阻R31、R32并联后一端连接集成运算放大器的反相输入端，另一端连接集成运算放大器的输出端，预先设定的参考电压hfVPP分别经过输入电阻R14、R18连接集成运算放大器的同相输入端，左张力传感器信号和右张力传感器信号分别经过输入电阻R11、R15与分别经过输入电阻R12、R13的张力上限值叠加后输入到集成运算放大器的反相输入端；电平线性化电路由两个负极相连的稳压管V1、V2和V3、V4组成，稳压管的两个正极分别与集成运算放大器的反相输入端和输出端连接，集成运算放大器的输出端即为预运算电路的输出端。
[0030]图7中的二极管Vll和V12组成最小值选取电路。二极管Vll和V12的负极分别连接左张力传感器信号上限值参与的预运算电路和右张力传感器信号上限值参与的预运算电路的输出端。二极管Vll和V12的正极相连且连接点即为最小值选取电路的输出端。“开门”时需要考查张力是否过大，避免钢索被拉断，过大时两路张力下限值参与的预运算电路均输出低电平，选取它们中运算后最小的那个输出来参与融合控制，以此来及时响应对钢索张力上的变化。当张力过大时钢索张力信号输入为正电压，它与张力上限值和参考电压运算后，经过反相运算放大器的信号一定为负，所以，张力信号最大的输入端经过预运算电路后会输出最小的张力信号，同时，该信号会截止另一个稳压二极管的信号输出，这样便完成了最小值信号的选取输出。同理，“关门”时需要考查张力是否过小，避免钢索从滑轮上脱落，过小输出高电平，通过最大值选取电路选取它们中运算后最大的那个输出，这样便完成了最大值信号的选取输出。
[0031]图6a是自动切换预处理电路的电路图，图6b是开度基准信号参与的预运算电路的电路图，切换控制电路部分的电路图如图6b中模拟开关通道UlC和模拟开关通道UlB部分所示。自动切换预处理电路由三极管V15、V16和电阻R40、R41、R48、R49、R50组成，三极管V15的集电极通过电阻R48与电源VCC连接，三极管V16的集电极通过电阻R49与电源VCC连接，三极管V15的集电极通过电阻R50与三极管V16的基极连接，电阻R41的一端与三极管V15的基极连接，另一端与三极管V15的发射极、三极管V16的发射极共同连接后接地，开门/关门控制指令经过电阻R40输入三极管V15的基极，三极管V15的集电极为关门信号SHUT的输出，三极管V16的集电极为开门信号OPEN的输出；切换控制电路包括模拟开关通道UlC和模拟开关通道U1B，切换控制电路接收自动切换预处理电路输出的关门信号SHUT和开门信号OPEN，其中开门信号OPEN连接切换控制电路的模拟开关通道U1C，关门信号SHUT连接切换控制电路的模拟开关通道U1B，模拟开关通道UlC连接开度基准信号上限值，模拟开关通道UlB连接开度基准信号下限值，模拟开关通道UlC和模拟开关通道UlB的输出端经过输入电阻R54、R55连接图6b中开度基准信号上限值/下限值参与的预运算电路的集成运算放大器U4A的反相输入端。“高/低电平”代表“开门/关门控制指令”，当控制指令是“开门”时，三极管V15导通，SHUT输出为低电平，三极管V16截止，OPEN输出为高电平，同理，当控制指令是“关门”时，三极管V15截止，SHUT输出为高电平，三极管V16导通，OPEN输出为低电平，它们被一同传送到切换控制电路端。SHUT和OPEN信号都作为模拟开关的控制信号，它们为高电平时才导通，那么，它可以控制开度基准信号上限值在开门时参与控制，而开度基准信号下限值在关门时参与控制。
[0032]开度基准信号上限值/下限值参与的预运算电路与图7中张力上限值参与的预运算电路相同，包括比例微分运算电路和电平线性化电路，比例微分运算电路包括集成运算放大器U4A，电容C11，反馈电阻R35和输入电阻R24、R25、R54、R55，电平线性化电路包括稳压管V9和V10，连接关系如图6b所示。电容Cl I和反馈电阻R35并联后一端连接集成运算放大器U4A的反相输入端，另一端连接集成运算放大器U4A的输出端，开度传感器信号经过输入电阻R24输入集成运算放大器U4A的反相输入端，参考电压hfVPP经过输入电阻R25和集成运算放大器U4A同相端相连与开度传感器信号进行减法运算，开度基准信号上限值经过输入电阻R54和集成运算放大器U4A反相端相连与开度传感器信号进行加法运算，开度基准信号下限值经过输入电阻R55和集成运算放大器U4A反相端相连与开度传感器信号进行加法运算。
[0033]图5是信号调理电路原理图，信号调理电路由低通滤波电路和电压跟随器组成，低通滤波器由电阻R5、R6、R39和电容C3、C4组成，电阻R5的一端与电容C3的一端连接之后通过电阻R6与电容C4连接，电阻R5、电容C3和电容C4的另一端共同连接后接地，电压跟随器由集成运算放大器U2B和反馈电阻R47组成，集成运算放大器U2B的同相输入端与电阻R6和电容C4的连接点连接，集成运算放大器U2B的反相输入端经过反馈电阻R47与输出端连接，电阻R39的一端连接输入的传感器信号，另一端与电容C3和电阻R6的连接点连接，集成运算放大器U2B的输出端即为信号调理电路的输出端。信号调理电路主要是滤除工频干扰等高频信号。
[0034]图8是融合控制电路工作流程图，开机时融合控制电路接收到“开门”或者“关门”的控制指令，根据控制指令系统设定开度基准信号上限值/下限值和张力上限值/张力下限值，控制指令为“开门”时，驱动电机带动钢索沿滑轮牵弓I门体克服强力弹簧拉力平稳开至所需位置，控制指令为“关门”时，驱动电机带动钢索沿滑轮释放门体，门体在强力弹簧的拉力作用下平稳关闭。在“开门”的过程中，如果开度传感器信号等于开度基准信号上限值，则门体停止运动，并发出“开到位”信号，如果开度传感器信号大于开度基准信号上限值，则门体向“关”方向运动，如果开度传感器信号小于开度基准信号上限值，则门体继续向“开”的方向运动，与上述控制过程的同时，将张力传感器信号与张力上限值比较，如果张力传感器信号等于张力上限值，驱动电机停止转动，如果张力传感器信号大于张力上限值，则驱动电机向“关”方向转动，如果张力传感器信号小于张力上限值，则驱动电机继续向“开”方向转动，“关门”时同理。
[0035]本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置，牵引机构包括左右两扇门体以及分别牵引两扇门体的电机、强力弹簧、钢索和滑轮组，其特征是:包括融合控制电路、开度传感器、左张力传感器、右张力传感器和电机驱动电路，开度传感器实时采集门体位置信息，左张力传感器与左门钢索相连，实时采集左门钢索张力信息，右张力传感器与右门钢索相连，实时采集右门钢索张力信息，开度传感器、左张力传感器和右张力传感器采集到的信息传给融合控制电路，融合控制电路对这些传感器信息进行融合处理后输出给电机驱动电路，以此带动牵引机构运动。
2.根据权利要求1所述基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置，其特征是:融合控制电路包括二路/[目号调理电路、自动切换电路、五路预运算电路、最大值选取电路和最小值选取电路，其中，第一路预运算电路是开度基准信号上限值/下限值参与的预运算电路，第二路和第五路预运算电路都是张力上限值参与的预运算电路，第三路和第四路预运算电路都是张力下限值参与的预运算电路；自动切换电路的输入端连接开门/关门控制指令和开度基准信号上限值/下限值，第一路信号调理电路的输入端连接开度传感器信号，第一路预运算电路的输入端连接自动切换电路的输出端和第一路信号调理电路的输出端；第二路信号调理电路的输入端连接左张力传感器信号，输出端与第二路预运算电路和第三路预运算电路的输入端连接；第三路信号调理电路的输入端连接右张力传感器信号，输出端与第四路预运算电路和第五路预运算电路的输入端连接；第二路和第五路预运算电路的输出端连接最小值选取电路，第三路和第四路预运算电路的输出端连接最大值选取电路；最小值选取电路输出的信号、最大值选取电路输出的信号和第一路预运算电路输出的信号叠加融合后输出到电机驱动电路。
3.根据权利要求2所述基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置，其特征是:预运算电路包括电平线性化电路和比例微分运算电路，比例微分运算电路包括集成运算放大器、反馈电阻、输入电阻和电容，电容和反馈电阻并联后一端连接集成运算放大器的反相输入端，另一端连接集成运算放大器的输出端，预先设定的各个参考电压经过输入电阻连接集成运算放大器的同相输入端，电平线性化电路由两个负极相连的稳压管组成，稳压管的两个正极分别与集成运算放大器的反相输入端和输出端连接，集成运算放大器的输出端即为预运算电路的输出端。
4.根据权利要求3所述基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置，其特征是:自动切换电路包括自动切换预处理电路和切换控制电路，自动切换预处理电路由三极管V15、V16和电阻R40、R41、R48、R49、R50组成，三极管V15的集电极通过电阻R48与电源VCC连接，三极管V16的集电极通过电阻R49与电源VCC连接，三极管V15的集电极通过电阻R50与三极管V16的基极连接，电阻R41的一端与三极管V15的基极连接，另一端与三极管V15的发射极、三极管V16的发射极共同连接后接地，开门/关门控制指令经过电阻R40输入三极管V15的基极，三极管V15的集电极为关门信号SHUT的输出，三极管V16的集电极为开门信号OPEN的输出；切换控制电路包括模拟开关通道UlC和模拟开关通道U1B，切换控制电路接收自动切换预处理电路输出的关门信号SHUT和开门信号OPEN，其中开门信号OPEN连接切换控制电路的模拟开关通道U1C，关门信号SHUT连接切换控制电路的模拟开关通道UlB,模拟开关通道UlC连接开度基准信号上限值，模拟开关通道UlB连接开度基准信号下限值，模拟开关通道UlC和模拟开关通道UlB的输出端经过输入电阻连接第一路预运算电路的集成运算放大器的反相输入端。
5.根据权利要求3所述基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置，其特征是:最小值选取电路由两个二极管组成，两个二极管的负极分别连接第二路和第五路预运算电路的输出端，两个二极管正极相连接，正极连接点为最小值选取电路的输出端。
6.根据权利要求3所述基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置，其特征是:最大值选取电路由两个二极管组成，两个二极管的正极分别连接第三路和第四路预运算电路的输出端，两个二极管负极相连接，负极连接点为最大值选取电路的输出端。
7.根据权利要求2所述基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置，其特征是:信号调理电路由低通滤波电路和电压跟随器组成，低通滤波器由电阻R5、R6、R39和电容C3、C4组成，电阻R5的一端与电容C3的一端连接之后通过电阻R6与电容C4连接，电阻R5、电容C3和电容C4的另一端共同连接后接地，电压跟随器由集成运算放大器U2B和反馈电阻R47组成，集成运算放大器U2B的同相输入端与电阻R6和电容C4的连接点连接，集成运算放大器U2B的反相输入端经过反馈电阻R47与输出端连接，电阻R39的一端连接输入的传感器信号，另一端与电容C3和电阻R6的连接点连接，集成运算放大器U2B的输出端即为信号调理电路的输出端。
8.根据权利要求1所述基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置，其特征是:开度传感器包括一个带转轴的位置电位计摇臂和一个与该转轴固定连接的角位移电位计，且角位移电位计以该转轴为同心轴，所述摇臂的前端与门体相连。
9.根据权利要求1所 述基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置，其特征是:张力传感器包括一个钢索张力电位计摇臂，该摇臂前端装有导向滑轮，且导向滑轮与钢索接触，摇臂后端连接转轴，在转轴上设有角位移电位计和一个扭转弹簧。
10.一种权利要求2所述基于多传感器信息融合的牵引机构控制装置的控制方法，其特征在于控制过程为: O融合控制电路接收到“开门”或者“关门”的控制指令； 2)控制指令为“开门”时，给定开度为“开”的电压为开度基准信号上限值，设定系统允许张力最大值为张力上限值，当指令信号为“关门”时，给定开度为“关”的电压为开度基准信号下限值，设定系统允许张力最小值为张力下限值； 3)控制指令为“开门”时，驱动电机带动钢索沿滑轮牵引门体克服强力弹簧拉力平稳开至所需位置，控制指令为“关门”时，驱动电机带动钢索沿滑轮释放门体，门体在强力弹簧的拉力作用下平稳关闭； 4)在步骤3)的过程中，开度传感器信号与开度基准信号进行比较，控制指令为“开门”时，如果开度传感器信号小于开度基准信号上限值，门体继续向“开”方向运动，如果开度传感器信号等于开度基准信号上限值，门体停止运动，控制电路向控制计算机反馈“开到位”信号，如果开度传感器信号大于开度基准信号上限值，门体向“关”方向运动，与上述控制过程的同时执行步骤5);指令信号为“关门”时，如果开度传感器信号大于开度基准信号下限值，门体继续向“关”方向运动，如果开度传感器信号等于开度基准信号下限值，门体停止运动，控制电路向控制计算机反馈“关到位”信号，如果开度传感器信号小于开度基准信号下限值，门体向“开”方向运动，与上述控制过程的同时执行步骤5)； 5)指令信号为“开门”时，若张力传感器信号小于张力上限值，则继续驱动电机向“开”方向转动，若张力传感器信号等于张力上限值，则驱动电机停止转动，若张力传感器信号大于张力上限值，则驱动电机向“关”方向转动；指令信号为“关门”时，若张力传感器信号大于张力下限值，则继续驱动电机向“关”方向转动，若张力传感器信号等于张力下限值，则驱动电机停止转动，若张力传 感器信号小于张力下限值，则驱动电机向“开”方向转动。
【文档编号】E05F15/10GK103541622SQ201310473785
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】钱默抒, 姜斌, 高志峰, 许德智, 展凤江, 邓海强 申请人:南京航空航天大学