专利名称：大型平板车行走及转向控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆装置领域，尤其是大型平板车行走及转向控制装置。
背景技术：
众所周知，目前，大型平板车辆行走及转向主要分四种模式 (1)直行模式A轮转角等于方向盘转动的角度，其它车轮的转角根据转弯圆心O计算所得。
(2)斜行模式方向盘角度变化与平板车所有轮的转向角度一致，斜行前方向运动。
(3)横行模式方向盘角度为0℃，所有车轮转到与车体方向呈90℃的位置，车体横向运动。
(4)原地转向模式方向盘角度为0℃，所有车轮根据转向中心O的位置转到固定的位置，车体围绕转向中心旋转运动。
大型平板车在行走及转向时，要求各车轮根据不同模式按计算的角度进行转向及行走，为满足车辆使用要求，要求车辆在行走及转向时，各轮角度同步精度在0.2度内，另由于控制车轮油缸活塞密封性等问题，造成液压油内泻，使各轮角度往往发生变化，从而使车辆设备机动灵活性受到很大影响。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种大型平板车行走及转向控制装置，采用可编程逻辑控制器(PLC)，CAN总线角度传感器，方向盘角度编码器构成控制装置，该装置由安装在各轮的角度传感器检测车轮角度变化，输出反映角度变化的线性信号，由可编程控制器对信号进行逻辑分析和处理，输出比例电流，控制比例电磁阀(用比例电磁阀控制输向各转向轮的油路)，从而达到控制各转向轮角度的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种大型平板车行走及转向控制装置，设有EPEC2024 PLC主控制器，EPEC2024 PLC主控制器的通讯口CAN2同角度传感器B1～B10通讯口连接，角度传感器B1～B10的一端同EPEC2024 PLC主控制器的+24V电源输入端子及单刀四掷开关S1的输入端相连，另一端接到电源地上，单刀四掷开关S1的四个输出端分别接EPEC2024 PLC主控制器的开关量输入端子X0、开关量输入端子X1、开关量输入端子X2、开关量输入端子X3，EPEC2024 PLC主控制器的脉宽调制输出端子X11～X20、X21～X30分别接到比例电磁阀Y1～Y 10及比例电磁阀Y01～Y 010上，方向盘角度编码器B20一端接到PLC主控制器的+24V电源输入端子，另一端接到另一端接到电源地上，输出端接到PLC主控制器的脉冲输入端X5上。
本发明的有益效果是，以EPEC2024PLC为主控制器，对方向盘编码器输出的脉冲进行计数，计算出方向盘转动的角度，根据不同的模式，计算出各轮要转动的角度，程序中采用智能速度PID算法，使各轮同步精度控制在0.2度内，尤其船厂用移动设备在斜行、直行行走模式下，能使各轮角度与方向盘角度始终保持一致，从而大大增强了船厂用移动设备的机动灵活性，提高了其行驶安全性
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明电气原理图。
图2为直行转向模式图。
图3为斜行转向模式图。
图4为横行转向模式图。
图5为原地转向模式图。
图6为PID控制程序框图 图中1EPEC2024PLC主控制器，X0开关量输入端子，X1开关量输入端子，X2开关量输入端子，X3开关量输入端子，B20方向盘角度编码器，B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10转向角度传感器，X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18、X19、X20、X21、X22、X23、X24、X25、X26、X27、X28、X29、X30脉宽调制输出端子，S1单刀四掷开关，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10左转比例电磁阀，Y01、Y02、Y03、Y04、Y05、Y06、Y07、Y08、Y09、Y010右转比例电磁阀，CAN_H通讯端子，CAN_L通讯端子。
具体实施例方式 在图1中，EPEC2024PLC主控制器的通讯端子CAN_H、CAN_L分别与角度传感器B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10的通讯端子CAN_H、CAN_L连接，方向盘角度编码器B20一端与EPEC2024 PLC主控制器的+24V电源输入端子及单刀四掷开关S1的输入端相连，另一端接到电源地，角度传感器B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10分别安装于各轮架上，单刀四掷开关S1的四个输出端分别接EPEC2024 PLC主控制器1的开关量输入端子X0、开关量输入端子X1、开关量输入端子X2，开关量输入端子X3，EPEC2024 PLC主控制器的脉宽调制输出端子X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18、X19、X20分别接到各轮架左转比例阀Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10上，EPEC2024PLC主控制器的脉宽调制输出端子X21、X22、X23、X24、X25、X26、X27、X28、X29、X30分别接各轮架右转比例阀Y01、Y02、Y03、Y04、Y05、Y06、Y07、Y08、Y09、Y010上。单刀四掷开关S1用于行走模式切换，角度传感器B1-10用于检测各轮架角度变化。当单刀四掷开关S1置于开关量输入端子X0位置时，车辆行走处于直行转向模式(见图2)，当角度传感器B20检测方向盘角度变化时，EPEC2024PLC主控制器根据方向盘转动的角度计算出各轮架要转动的角度并执行内部PID控制程序，输出比例电流控制比例电磁阀Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10及比例电磁阀Y01、Y02、Y03、Y04、Y05、Y06、Y07、Y08、Y09、Y010，从而使各轮架轮转动到相应的位置；当单刀四掷开关S1置于开关量输入端子X1位置时，车辆行走处于斜行模式(见图3)，角度传感器B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10用来检测到各轮架角度，角度传感器B20用来检测方向盘角度，当各轮架角度与方向盘角度不一致时，EPEC2024PLC主控制器执行内部PID控制程序，输出比例电流，控制比例电磁阀Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10及比例电磁阀Y01、Y02、Y03、Y04、Y05、Y06、Y07、Y08、Y09、Y010，从而使各轮架角度与方向盘角度趋向一致，同理，当单刀四掷开关S1置于开关量输入端子X2位置时，车辆行走处于横行模式(见图4)，要求各轮架与车体水平方向呈90°角度，当单刀四掷开关S1置于开关量输入端子X3位置时，车辆行走处于原地转向模式，方向盘角度为0°，各轮架转到固定角度(见图5)，车辆原地旋转运动。
在图6中，本系统控制程序采用PID-PD算法。在轮偏差绝对值(EM＝给定值-测量值)大于Δe时，用PD算法，以改善动态品质。当偏差绝对值小于Δe时，用PID算法，提高稳定精度。
1PID算法 PID校正的控制量为 离散算法可以表示为 式中，e位置给定值与测量值的偏差量；en第n次采样的偏差量；en-1第n-1次采样的偏差量；T采样周期；TI积分时间；TD微分时间；Kp比例系数。根据推理写出(n-1)PID输出表达式为 可得 程序中的实际算法为 Pn＝Aen+Qn-1 Qn＝Pn-Ben+Cen-1 式中 初值可以取Qn-1＝0，en-1＝0、算法程序每一步要计算enPn和Qn，其中Qn用于下一步计算Pn。
PD校正的控制量为 离散算法可以表示为 程序中的实际算法为 Pn＝Aen-Rn-1 Rn＝Ben 式中， 初值可以取Rn-1＝0，算法程序每步计算en、Pn和Rn，其中Rn用于下一步计算Pn。
2PID算法程序 采用扩充临界比例算法，整定T、Kp、TI和TD值。为了提高稳定精度，控制系统设置了一个位置控制的门限值Δe。计算机对数据处理后得到的位置误差e进行判断，若|e|＞Δe，实行PD控制，改善控制的动态特性。当|e|＜Δe时，实行PID控制，保证控制精度。
权利要求
1.一种大型平板车行走及转向控制装置，设有EPEC2024PLC主控制器，其特征是EPEC2024PLC主控制器的通讯口CAN2同角度传感器B1～B10通讯口连接，角度传感器B1～B10的一端同EPEC2024PLC主控制器的+24V电源输入端子及单刀四掷开关S1的输入端相连，另一端接到电源地上，单刀四掷开关S1的四个输出端分别接EPEC2024 PLC主控制器的开关量输入端子X0、开关量输入端子X1、开关量输入端子X2、开关量输入端子X3，EPEC2024PLC主控制器的脉宽调制输出端子X11～X20、X21～X30分别接到比例电磁阀Y1～Y10及比例电磁阀Y01～Y010上，方向盘角度编码器B20一端接到PLC主控制器的+24V电源输入端子，另一端接到另一端接到电源地上，输出端接到PLC主控制器的脉冲输入端X5上。
全文摘要
本发明涉及一种大型平板车行走及转向控制装置，涉及机动车辆领域。设有EPEC2024 PLC主控制器，EPEC2024 PLC主控制器的通讯口CAN2同角度传感器B1～B10通讯口连接，角度传感器B1～B10的一端同EPEC2024 PLC主控制器的+24V电源输入端子及单刀四掷开关S1的输入端相连，另一端接到电源地上，单刀四掷开关S1的四个输出端分别接EPEC2024 PLC主控制器的开关量输入端子X0、开关量输入端子X1、开关量输入端子X2、开关量输入端子X3，EPEC2024 PLC主控制器的脉宽调制输出端子X11～X20、X21～X30分别接到比例电磁阀Y1～Y10及比例电磁阀Y01～Y010上，方向盘角度编码器B20一端接到PLC主控制器的+24V电源输入端子，另一端接到另一端接到电源地上，输出端接到PLC主控制器的脉冲输入端X5上。
文档编号B62D113/00GK101722984SQ200910221330
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者程兆峰, 杨彩君, 于海生, 林桐军 申请人:威海广泰空港设备股份有限公司