電(diàn)动门系统是城市轨道交通車(chē)辆的一个重要部分(fēn)，直接关系着乘客的安全。目前國(guó)内的动車(chē)组多(duō)数采用(yòng)单翼塞拉门，地铁采用(yòng)双翼对开门。國(guó)内常用(yòng)的電(diàn)动门主要是气动门，如单翼气动塞拉门、双翼气动内藏式对开门，但是電(diàn)动门作為(wèi)一种新(xīn)型的電(diàn)动门系统，也逐渐被推广应用(yòng)。
　　1 電(diàn)动電(diàn)动门工作原理(lǐ)
　　電(diàn)动门的工作原理(lǐ)為(wèi)门板由支架支撑在导轨上，导轨连接到驱动装置，驱动装置通过导轨带动门板滑动。每个门都有(yǒu)锁闭机构，在门关闭到位时，锁闭机构实现机械锁闭。車(chē)门具有(yǒu)零速保护和安全连锁電(diàn)路，开关门有(yǒu)报警装置。電(diàn)动门的驱动装置是一组電(diàn)机组件，每节車(chē)有(yǒu)一个主控制器来控制本节車(chē)的車(chē)门。主控制器是電(diàn)动门的指挥中心，通过内部指令程序，发出相应指令，指挥電(diàn)机或電(diàn)锁类系统工作;同时人们也可(kě)通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数.外部信号由感应探测器完成，当有(yǒu)移动的物(wù)體(tǐ)进入他(tā)的工作范围时，他(tā)就给主控制器一个脉冲信号;電(diàn)机提供开门与关门的主动力，控制電(diàn)动门门扇加速与减速运行。電(diàn)动门门扇完成一次开门与关门，其工作流程如下：感应探测器将探测信号传至主控器，主控器判断后控制電(diàn)机运行，同时监控電(diàn)机转数及電(diàn)流，以便控制電(diàn)机在一定时候加力和进入慢行运行及反转。電(diàn)机得到一定运行電(diàn)流后做正向运行，将动力经传动机构使電(diàn)动门扇开启;電(diàn)动门扇开启后由控制器作出判断，控制马达作反向运动，关闭電(diàn)动门扇。
　　2 控制系统的主控器及执行器
　　電(diàn)动门测控系统的主控制器采用(yòng)TI DSP，型号為(wèi)TMS320C2812，是先进的32位定点DSP芯片，他(tā)不但运行速度高，处理(lǐ)功能(néng)强大，并且具有(yǒu)丰富的片内外围设备，便于接口和模块化设计，特别适合于有(yǒu)大批量数据处理(lǐ)的测控，利用(yòng)DSP技术建立有(yǒu)效的信号处理(lǐ)模型以抑制干扰噪声，达到信噪比最大，对本系统的直流无刷電(diàn)机的测控完全能(néng)够保证其实时性。直流无刷電(diàn)机采用(yòng)的是ALC-TEL的BG65PI電(diàn)机，他(tā)具有(yǒu)高效率、省電(diàn)、低噪音、高转速、高扭力、连续使用(yòng)不发热等特性，大大超越传统AC伺服马达，配合T型齿条同步带，使门體(tǐ)自低速至高速的运行均具有(yǒu)超越的宁静性，达到了超静运行。测控系统设计為(wèi)智能(néng)化控制，可(kě)随意设定门扇的运行速度，并可(kě)设定任意开度状态;可(kě)自矫正使门扇保持平稳动作;能(néng)够自动检测门的宽度以保持最佳运行状态;具有(yǒu)防夹功能(néng)，即当碰到障碍物(wù)或人體(tǐ)等异常状况时，门扇自动反转退出，运行过程中，由高速至低速平滑过度。
　　3 控制系统中的传感器
　　对于電(diàn)动门控制系统，就是传感器在接收到外界有(yǒu)人存在时，进行开门动作，之后再关门，控制器不但要单独控制車(chē)门，而且还要进行整車(chē)通信及其他(tā)联系，因此能(néng)否有(yǒu)效开门及及时关门，保持車(chē)内有(yǒu)效环境都取决于控制器的设计。红外热释電(diàn)传感器是以检测人體(tǐ)所发出的8～13 μm的红外線(xiàn)来控制的，由微波器件发出，经人體(tǐ)反射，再由器件检出并放大，之后控制后续電(diàn)路，他(tā)的特点是不管人员是否移动，只要处于感应器的扫描范围内，他(tā)都会反应，无法进行关门，这对保证車(chē)箱内环境较小(xiǎo)变化不利，因此不适合轨道車(chē)辆联接的内端门，因此在这里我们选用(yòng)微波感应器，又(yòu)称微波雷达，他(tā)对物(wù)體(tǐ)的移动进行反应，他(tā)的反应速度比红外感应器快，很(hěn)适合于在轨道客車(chē)車(chē)门使用(yòng)，他(tā)的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动，雷达便不再反应，電(diàn)动门就会关闭，由于本设计系统有(yǒu)防夹功能(néng)，可(kě)以解决有(yǒu)可(kě)能(néng)出现的夹人现象。
　　4 控制系统的控制方法与程序设计
　　4.1 采用(yòng)的控制方法
　　控制方法采用(yòng)直接数字控制方法，是一种较好的在線(xiàn)实时控制，一般对输出控制量y(t)和输入位置量x(t)的PID控制算法為(wèi)：
　　 其中Kp為(wèi)比例境益，Ti為(wèi)积分(fēn)时间常数，Td為(wèi)微分(fēn)时间常数。為(wèi)减少计算量，改為(wèi)用(yòng)和式及差分(fēn)计算，因此当采样周期為(wèi)T时有(yǒu)：
　　 在電(diàn)动门开关闭过程中设一开关量信号做一位置信号ε，当计算的输入量位置量x(t)在此位置信号外时，即x(t)>ε时，输出控制量y(t)有(yǒu)较快响应速度，電(diàn)动门开闭反应快速;反之则较慢但有(yǒu)一定精度并实现一些所预设功能(néng)如防夹实现等。其计算公式為(wèi)：
　　式中当x(t)>ε时，K1=1;当x(t)≤ε时，K1=0。这样当電(diàn)动门开启及关闭初始时可(kě)取消积分(fēn)作用(yòng)，积分(fēn)的累积效应控制在很(hěn)小(xiǎo)范围，而且避免了系统振荡并使精度仍得以保证。
　　 对于一个完美的测控系统来说，必须能(néng)够精确地复制被测信号的波形，分(fēn)析计算后，给出准确的输出控制信号，且在时间上没有(yǒu)任何的延时。在实际的系统中，t时刻的输入x(t)与输出y(t)之间的关系為(wèi)：y(t)=Kx(t-t0)，式中K，t0都是常量，在本闭环测控系统中，系统的输出对输入的滞后会破坏其稳定性，因此最大限度保证系统精确或不失真的条件就是t0=0，但实际反馈控制中t0不可(kě)能(néng)為(wèi)0，也就不可(kě)避免地出现测量及控制的死區(qū)时间。所谓死區(qū)时间可(kě)以定义為(wèi)从“测量传感器检测到变量开始改变的瞬时”到“控制器对生产过程开始施加正确有(yǒu)效干预的瞬时”之间的延迟时间。在试验过程中，将传感器安装至電(diàn)动门中部位置，调整达到了探测信号的最短距离，减少了传输延时，在安装上消除一部分(fēn)死區(qū)时间;另外调整控制器的偏差容错度，即减弱控制器的整定参数，以此来减缓系统的响应速度，在不可(kě)能(néng)消除的情况下，减少死區(qū)时间。消除误差的工作中，在保证可(kě)靠适用(yòng)，避免带来成本提高，在充分(fēn)试验后选择前面提到型号保证了上下元器件的可(kě)靠使用(yòng)。采用(yòng)電(diàn)磁兼容性(EMC)设计電(diàn)器系统，克服信号干扰问题。
　　4.2 程序设计
　　软件采用(yòng)C28x汇编语言编写，对信号实现实时处理(lǐ)，随着DSP的发展，其主要工作已经转向软件开发，软件开发将占据约80%的工作量，尤其算法已成為(wèi)DSP核心，另外对電(diàn)机的变速驱动，也最终由软件实现。
　　 5 结 语
　　经过轨道車(chē)辆模拟试验运行，電(diàn)动门运行速度在0～500 mm/s可(kě)调，开门时间0.1～10 s可(kě)调，探测角度大于150°，探测误差角度、障碍物(wù)执行死區(qū)时间误差率等项技术指标达到合同相关标准。对電(diàn)器、机械零部件長(cháng)时间颠簸、强震动、冲击环境下整个系统的可(kě)靠性及精度有(yǒu)了保证。