挂弹车举升机构举升力自适应控制系统及控制方法与流程

本发明涉及挂弹车举升机构技术领域，具体涉及一种挂弹车举升机构举升力自适应控制系统及控制方法。

背景技术：

挂弹车举升机构将导弹挂入发射架时，挂弹车举升机构不仅需要克服导弹重量、夹具重量之外，还需要克服发射架挂钩的弹簧力。挂弹车举升机构举升力自适应控制就是指导弹与发射架的最大接触力控制，从而避免过大的顶升力对发射架或者飞机造成损坏。关键技术难点在于系统需要自动识别不同导弹的重量，并对举升机构最大顶升力进行动态控制；

目前，挂弹车由于所挂导弹重量不同，现有挂弹车只能对举升力进行最大值限制，往往通过在液压系统中设置安全阀来对挂弹车举升机构举升力最大值进行限制，实际上，挂弹车举升机构举升力是由导弹重量、夹具重量、发射架挂钩弹簧力组成，在这个关系式中，夹具重量和发射架挂钩弹簧力是恒定的，由于挂弹车所挂导弹重量不一，导致举升机构富余顶升力也不同，也就是导弹与发射架的接触力不同，挂弹车挂轻重量的导弹时，系统富余顶升力也最大，该值往往超过导弹和载机所要求的范围，存在较大安全隐患，此问题进一步限制了自动挂弹车在武器挂装中的使用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明可自动检测识别不同导弹的重量，并根据挂弹需求动态调整挂弹车举升机构举升力，以实现举升机构举升力自适应调整，达到安全挂弹的目的。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

挂弹车举升机构举升力自适应控制系统，包括液压传动系统和电气控制线路，所述液压传动系统包括液压油缸和电磁换向阀，液压油缸两侧的油腔分别通过液压连接管道与电磁换向阀的两个工作油口相连通，且液压油缸两侧的油腔通过液压连接管道并联有平衡阀，位于所述液压油缸其中一侧的无杆腔与电磁换向阀工作油口之间的液压连接管道上设有调速阀，位于所述液压油缸另一侧的有杆腔与电磁换向阀的另一个工作油口直接通过液压连接管道相连通，电磁换向阀的进油口通过液压连接管道和电控液压泵连接至油箱，电控液压泵的驱动侧与电机相连，电磁换向阀的回油口直接通过液压连接管道与油箱相连通，电控液压泵两端的液压连接管道上并联有比例溢流阀，比例溢流阀的控制端与电气控制线路电相连；所述电气控制线路包括与比例溢流阀控制端电连接的控制器，控制器分别与电磁换向阀的两个控制端以及用于监测液压油缸无杆腔内压力的压力传感器电连接；

所述控制器的输入端分别与电磁换向阀的两个控制端以及压力传感器电连接，控制器的输出端与比例溢流阀的控制端电连接；

所述压力传感器安装于液压油缸的无杆腔内。

挂弹车举升机构举升力自适应控制系统的控制方法，包括以下步骤：

s1:将挂弹车举升机构举升力自适应控制系统上电；

s2:压力传感器实时监测液压油缸无杆腔的压力p，并将采集的压力信号p实时传送至控制器；

s3:控制器接收到压力信号后，通过判断电磁换向阀左位得电还是右位得电来识别举升机构是在进行上升操作还是在进行下降操作，若举升机构在进行上升操作，跳转至步骤s4；若举升机构在进行下降操作，则将比例溢流阀的压力设定为p0+△p，并对比例溢流阀的压力设定值进行保持；

s4:控制器将压力传感器采集的压力信号p与控制器内预设的压力值p0的大小进行比较，若p＞p0，将比例溢流阀的压力设定为p+△p，并跳转至步骤s5；若p＜p0，将比例溢流阀的压力设定为p0+△p，并跳转至步骤s5；

s5:控制器对举升机构是否有上升信号进行实时监测，若举升机构有上升信号，即举升机构在进行上升操作时，控制器将在步骤s4中对比例溢流阀的压力设定值进行保持；若举升机构无上升信号，即举升机构停止上升操作时，跳转至步骤s2；

所述控制器对举升机构的工作状态进行实时监测，一旦检测到举升机构在进行下降操作，立即将比例溢流阀的压力设定为p0+△p，并对比例溢流阀的压力设定值进行保持；

所述步骤s3中，举升机构除了上升操作和下降操作两种工作状态外，还有静止保持状态，此时电磁换向阀左位和右位均不得电，在电磁换向阀下一次得电前，举升机构将会对该状态进行保持；

所述步骤s3中的p0为控制器预设压力，△p为控制器中预设的固定值，△p用来克服导弹与发射架接触时发射架的弹簧力。

与现有技术相比，本发明带来的有益效果为：本发明在液压传动系统中设置压力传感器，通过采集液压油缸的压力来间接测量所挂导弹的重量；本发明在液压传动系统中设置比例溢流阀，通过调整比例溢流阀中比例电磁铁得电的大小来实现对液压系统最大工作压力的控制；本发明中设有控制器，控制器采集压力传感器动态信号以及电磁换向阀的得电情况，按照一定的控制率，动态调整比例溢流阀比例电磁铁得电大小，来实现液压系统最大工作压力的自适应设定，本发明可自动检测识别不同导弹的重量，并根据挂弹需求动态调整挂弹车举升机构举升力，以实现举升机构举升力自适应调整，达到安全挂弹的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是挂弹车举升机构举升力自适应控制系统的结构示意图；

图2是挂弹车举升机构举升力自适应控制系统的原理框图；

图3是挂弹车举升机构举升力自适应控制系统的控制方法的流程图；

图中标记：1、液压油缸，2、电磁换向阀，3、调速阀，4、电控液压泵，5、油箱，6、比例溢流阀，7、控制器，8、压力传感器，9、平衡阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图2所示，挂弹车举升机构举升力自适应控制系统，包括液压传动系统和电气控制线路，所述液压传动系统包括液压油缸1和电磁换向阀2，液压油缸1两侧的油腔分别通过液压连接管道与电磁换向阀2的两个工作油口相连通，且液压油缸1两侧的油腔通过液压连接管道并联有平衡阀9，位于所述液压油缸1其中一侧的无杆腔与电磁换向阀2工作油口之间的液压连接管道上设有调速阀3，位于所述液压油缸另一侧的有杆腔与电磁换向阀的另一个工作油口直接通过液压连接管道相连通，电磁换向阀2的进油口通过液压连接管道和电控液压泵4连接至油箱5，电控液压泵的驱动侧与电机相连，电磁换向阀2的回油口直接通过液压连接管道与油箱5相连通，电控液压泵两端的液压连接管道上并联有比例溢流阀6，比例溢流阀6的控制端与电气控制线路电相连；所述电气控制线路包括与比例溢流阀控制端电连接的控制器7，控制器分别与电磁换向阀的两个控制端以及用于监测液压油缸无杆腔内压力的压力传感器8电连接；

所述控制器7的输入端分别与电磁换向阀2的两个控制端以及压力传感器电连接，控制器7的输出端与比例溢流阀6的控制端电连接；

所述压力传感器安装于液压油缸1的无杆腔内，液压油缸中的活塞杆伸出，对应挂弹车举升机构上升，比例溢流阀位于液压泵出口处，控制器采集压力传感器信号，并输出pwm信号给比例溢流阀；

本发明挂弹车举升机构举升力自适应控制系统的工作原理：电机以固定转速驱动电控液压泵旋转，电控液压泵输出固定流量，电磁换向阀不得电时，电控液压泵输出流量经阀中位，即从电磁换向阀的进油口流入，从电磁换向阀的回油口流出，全部回油至油箱。当电磁换向阀左位电磁铁得电时，换向阀左位工作，电控液压泵输出油液经电磁换向阀的其中一个工作油口进入调速阀，再经平衡阀进入液压油缸无杆腔，液压油缸在压力油液作用下缓慢伸出，对应挂弹车举升机构上升；当电磁换向阀右位电磁铁得电时，电磁换向阀右位工作，液压油进入液压油缸有杆腔，液压油缸回缩，举升机构下降，调速阀用来控制液压油缸伸出速度，比例溢流阀用来调定液压传动系统工作压力，压力传感器实时采集液压油缸无杆腔内的压力。

如图3所示，挂弹车举升机构举升力自适应控制系统的控制方法，包括以下步骤：

s1:将挂弹车举升机构举升力自适应控制系统上电；

s2:压力传感器实时监测液压油缸无杆腔的压力p，并将采集的压力信号p实时传送至控制器；

s3:控制器接收到压力信号p后，通过公式f=p×a，可得到液压油缸所承受的力，即此时所挂载导弹的重量，a为液压油缸无杆腔的横截面积，然后通过判断电磁换向阀左位得电还是右位得电来识别举升机构是在进行上升操作还是在进行下降操作，若举升机构在进行上升操作，跳转至步骤s4；若举升机构在进行下降操作，则将比例溢流阀的压力设定为p0+△p，并对比例溢流阀的压力设定值进行保持；

s4:控制器将压力传感器采集的压力信号p与控制器内预设的压力值p0的大小进行比较，若p＞p0，将比例溢流阀的压力设定为p+△p，并跳转至步骤s5；若p＜p0，将比例溢流阀的压力设定为p0+△p，并跳转至步骤s5；比例溢流阀的压力设定是通过调节控制器pwm输出信号实现的，由于比例溢流阀设定压力和其比例电磁铁得电大小成正比，因此，控制器通过调节pwm输出信号的大小即可实现比例溢流阀的压力设定。

s5:为了动态识别所挂载导弹的重量以及动态调整系统压力，控制器对举升机构是否有上升信号进行实时监测，若举升机构有上升信号，即举升机构在进行上升操作时，控制器将在步骤s4中对比例溢流阀的压力设定值进行保持；若举升机构无上升信号，即举升机构停止上升操作时，跳转至步骤s2；

所述控制器对举升机构的工作状态进行实时监测，一旦检测到举升机构在进行下降操作，挂弹车举升机构举升力自适应控制系统将失效，控制器将比例溢流阀的压力设定为p0+△p，并对比例溢流阀的压力设定值进行保持；

所述步骤s3中，举升机构除了上升操作和下降操作两种工作状态外，还有静止保持状态，此时电磁换向阀左位和右位均不得电，在电磁换向阀下一次得电前，举升机构将会对该状态进行保持；

所述步骤s3中的p0为控制器预设压力，△p为控制器中预设的固定值，△p用来克服导弹与发射架接触时发射架的弹簧力，而且p0和△p均需要本领域技术人员根据实验测得并输入控制器中。

通过以上控制器控制步骤，即可实现挂弹车挂载不同导弹时导弹和发射架接触力恒值不变的目的，例如导弹重量g1对应液压系统压力p1，导弹重量g2对应液压系统压力p2，根据以上分析，挂弹车在挂g1重量导弹时，液压系统设定压力为p1+△p，p1=g1/a，在举升机构持续上升时，导弹与发射架接触时，导弹需要克服发射架挂钩弹簧力而入槽锁定，此时克服发射架弹簧力的最大举升力为（p1+△p）*a-g1=△p*a；挂g2重量导弹时，液压系统设定压力为p2+△p，p2=g2/a，此时举升机构克服发射架弹簧力的最大举升力为（p2+△p）*a-g2=△p*a，可见不论挂弹车挂载多少重量的导弹，其克服发射架弹簧力的最大举升力是相同的，只要控制△p*a的大小，即可有效保护导弹挂装过程中导弹和载机的安全。