1前言

随着全国道路和铁路的快速建设，使越来越多的城市被连接在一起，这也促使了物流的快速发展。由于航空运输的昂贵和水路运输的局限性和快速性，铁路运输和公路运输依旧是主要运输手段。但是在两个间隔甚远的城市之间运输物品会消耗很多的人力物力，近些年物流网的崛起是很多人在网上就可以轻松购物，这也加速了在个城市建立仓库，为了方便在仓库里搬运货物，机械叉车被广泛投入使用。

然而由于机械叉车转动不灵活、噪声大、废气污染重，很难满足要求度很高要求的仓库中进行作业。这也就急需电子叉车。电子叉车以直流电源为动力，具有能量装换效率高，噪声小、无废气排放、控制方便等优点。^【1】

作为“搬运之神”，叉车在货物搬运、货物搬卸、起重等方面都发挥着不可代替的作用，因为叉车的灵活性、高效性、机动性，在港口码头、大型仓储中心、制造业等个行业中被广泛使用，从而拉动经济增长。据中国工程机械工业车辆分会数据统计，国内叉车的销售量在连续8年内均增幅在30%左右、远远高于同时期国名经济的增速，随着中国现代物流业的快速发展，中国叉车市场发展空间广阔。^【2】

叉车按照动力源分，可以分为内燃叉车、手动叉车和电动叉车这三大类。内燃叉车使用燃油作为动力来源，动力充足，但是在仓库中低速作业，为使燃油燃烧不充分，会产生对人体有毒的气体，在通风情况不是很好的仓库，对人体造成危害，所以在仓库作业中，内燃叉车使用率很低。手动叉车由于功率小，举升重物的能力有限，在仓库基本不适用。电动叉车因其结构简介、噪声小、节能环保和维护成本低的优点，渐渐取代内燃叉车的地位。目前，电动叉车产量占全球叉车产量的40%以上，在欧美发达国家，这一比例已经超过50%，而在中国，只有约20%^【3】。电动叉车的动力来源是蓄电池，有直流电和交流电两种形式。直流叉车成本低，但在加减速和制动上不是很理想，而且维护成本高。而交流电控叉车机动性强，输出功率大，操作灵活，维护成本低。所以交流电控叉车更受顾客的喜爱，但由于中国叉车研究起步晚，与欧美有着不小的差距，而电子控制系统又是最核心的技术，研究好电子控制系统可以全面实现为研究叉车智能化提供基础。

2.2国外研究现状

电子控制系统都是由三部分组成的：传感器、控制器、执行器。传感器主要是收集控制器所需的各部分的信号，为控制器指挥执行器提供数据支持。控制器的主要功能是手机传感器发送的信号并对该信号和其内部储存的数据比对分析，控制执行器进行作动。执行器是整个控制系统的末端，根据控制器发出的指令进行作动，完成控制器的各种指令。电子控制系统控制着制动与控制系统和行驶控制系统，转向控制系统。电动助力转向控制系统简称EPS是最常用的电子控制系统。国外对电动助力转向系统研究比较早，美国德州仪器公司研制研制出16位定点DSP-TMS240LF2407A芯片作为ESP核心控制处理器，将DSP内核和专用于电机控制的外设集成在一块芯片上，具有很高的性能价格比。该芯片采用哈佛结构、三级流水线操作，而且存储量大。这使得EPS控制器不需要添加多少外围芯片就可以成功对EPS的控制。

电子控制系统同时也操控着交流驱动控制系统。美国克拉克公司（CLARK）在1917年便在市场投入了工业型的叉车。从此成为了叉车行业的标准。叉车的交流驱动系统是1990年代发展起来的技术，现在能够成熟应用的国家并不多。其中，美国丹纳赫传动公司已提供交流驱动叉车全系统集成解决方案著称，能够做到交流控制系统与交流电机完全匹配，驱动系统的高性能和稳定性都得到最佳保证^【4】,该交流系统包括控制系统、举升驱动、牵引驱动、举升电机、车辆控制器、显示器、制动器等模块。随着新型电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，控制器的性能价格比越来越高，体积越来越小。作为未来的技术发展方向，丹纳赫正在对高性能的永磁交流电机（PMAC电机）进行进一步研究，以便用在电动叉车领域。PMAC电机的效率比感应式交流电机提高了10%~15%，体积更小，质量更小，也没有直流电机的换向器和碳刷等缺点。当今全球出色的叉车制造商所使用的叉车电控系统基本上全是丹纳赫传动的驱动方式，引领全球电动叉车上的一次革命^【5】。

在电动机调速控制器方面，越来越多的先进技术被运用到电子叉车上，如意大利的ZAPI公司使用转差频率控制技术驱动电机，而丰田公司最新推出的7FBE三轮叉车，它的交流电源控制可以充分利用每一次电池充电潜能。操作者能够享受到“刚充完电”般的强劲动力，其时间要比现有的叉车型号长40%^【6】。德国叉车 采用了先进的混合动力汽车变频调速技术，是的叉车电瓶单班使用时间大大延长，是国内同吨位叉车的1.5倍到2倍^【7】。 美国丹纳赫公司研制的交流电源控制系统，能提供电源控制帮助叉车充分利用每一次电池充电潜能，电动叉车不会随着电池电力的消耗而发生性能逐渐下降的情况，使叉车充电间隔时间比以往要长40%^【8】。