高精度高可靠性的低载荷发射车控制系统及控制方法_2

文档序号:9470727阅读:来源:国知局
荷发射车控制系统的电路结构不意图;
[0079]图2为本发明高精度高可靠性的低载荷发射车控制方法的主要流程示意图;
【具体实施方式】
[0080]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0081]如图1所示,本实施例包括与主控计算机01通过CAN总线连接的发射平台控制器02、比例多路阀控制器03和状态传感器组04,其中:
[0082]主控计算机01,用于发出具体的命令信息;
[0083]发射平台控制器02,用于将命令信息转换为相应控制流程的工步控制输出,根据接收的各传感器反馈的发射平台动作状态,修正工步控制输出;
[0084]比例多路阀控制器03,用于接收工步控制输出,启用对应的受控比例多路阀,输出驱动信号,控制相应的液压执行机构,逐步执行动作;
[0085]状态传感器组04,用于采用多类型传感器采集各动作机构和发射平台的实时空间状态;
[0086]本发明的低载荷发射车控制系统可以对各液压执行机构的液压力矩提供精确的控制信号,与各状态传感器配合,可以在不同的工步控制输出过程中,形成锁相环路反馈控制、迭代控制方式,分段多精度控制等多种高精度控制,保证执行机构动作到位。
[0087]发射平台控制器02包括支腿伸缩控制模块21、起竖回转控制模块22和信号采集控制模块23,其中:
[0088]支腿伸缩控制模块21,用于控制左右支脚油缸的伸缩,形成支脚伸缩到位调平,或收回的连续控制信号(即工步控制输出),接收相应状态传感器的反馈信号,形成修正的连续控制信号;
[0089]起竖回转控制模块22,用于俯仰油缸的伸缩和液压回转马达的转向,形成俯仰油缸伸缩到位的连续控制信号(即工步控制输出),接收相应状态传感器的反馈信号,形成修正的连续控制信号;形成液压回转马达转动到位的连续控制信号(即工步控制输出),接收相应状态传感器的反馈信号,形成修正的连续控制信号;
[0090]信号采集控制模块23,用于采集发射平台完成展车调平、起竖、回转、收车过程中的物理状态参数,包括但不限于支脚伸缩压力、支脚伸缩到位信号、设备起竖角度、设备回转角度等。
[0091]发射平台控制器02包括了发射平台执行机构的完整控制过程,有利于针对发射平台的性能进行针对性改进,不会对其他控制逻辑造成影响。
[0092]通过CAN总线控制器将控制逻辑的发射平台控制器02和控制执行的比例多路阀控制器03划分在同一 CAN总线网段,有利于控制逻辑的准确执行,避免信号干扰。
[0093]比例多路阀控制器03分别与第一比例多路阀31、第二比例多路阀32、第三比例多路阀33和第四比例多路阀34建立独立的控制信号链路,第一比例多路阀31的流量控制端与左支脚油缸35的受控端连接,第二比例多路阀32的流量控制端与右支脚油缸36的受控端连接,第三比例多路阀33的流量控制端与俯仰油缸37的受控端连接,第四比例多路阀34的流量控制端与液压回转马达的受控端连接。
[0094]采用比例多路阀控制器03与多个比例多路阀形成多个并行而独立的电-液控制通道,将小量纲的电控制信号形成较大量纲液压功率信号,控制精度远远高于普通的液压控制。
[0095]状态传感器组04包括方位角光电编码器41、俯仰角光电编码器42、双轴倾角传感器43、压力传感器44和接近开关45,其中:
[0096]方位角光电编码器41,用于采集设备的实时回转角度;
[0097]俯仰角光电编码器42,用于采集设备的实时俯仰角度;
[0098]双轴倾角传感器43,用于采集左右支脚平衡度;
[0099]压力传感器44,用于采集支脚伸缩到位的压力值;
[0100]接近开关45,用于采集支脚是否伸缩到位;
[0101]状态传感器组04通过CAN总线控制器划分在独立的CAN总线网段,有利于提高传感器采集精度,减少信号传送石的线路干扰。传感器的多样性为不同工步控制输出过程提供了精确的反馈信号和冗余的信号类型,有利于提高修正精度。
[0102]如图2所示,本发明高精度高可靠性的低载荷发射车控制方法,主要包括以下步骤:
[0103]步骤51,主控计算机发送控制命令;
[0104]步骤52,发射平台控制器将控制命令转换为相应控制流程的工步控制输出,结合动作状态修正工步控制输出;
[0105]步骤53,接收工步控制输出的比例多路阀控制器根据控制参数选定受控比例多路阀,输出驱动信号;
[0106]步骤54,相应的液压执行机构接收比例多路阀控制,逐步执行动作;
[0107]步骤55,执行动作过程中,发射平台控制器持续接收相应控制流程的反馈传感器信号,监测发射平台动作状态;供发射平台控制器修正工步控制输出;
[0108]步骤56,相应的液压执行机构执行到位;
[0109]步骤57,完成主控计算机控制命令。
[0110]本控制方法可以在现有的液压控制过程中实时采集执行机构的状态和发射平台的状态,并根据具体状态形成相应的液压控制过程,通过调整比例多路阀合理的线性区间,在动作流程过程中采用分段迭代的策略,解决了发射台架的晃动性问题,而且保证了调平、起竖和回转等动作的精度要求。通过建立握手机制,有效解决控制比例多路阀可靠性问题。采用粗细调平相结合和迭代的起竖回转控制策略,实现高精度定位发射。
[0111]基于上述控制方法,经过进一步优化,可以形成更具体的控制过程。
[0112]比例多路阀控制器为每一路电-液控制通道的电压控制量输出划分为由反向到正向的-10000到10000信号强度间隔。
[0113]每一路电-液控制通道中,控制量参数包括正向输出电压的最大值Plus_Max、正向输出电压的最小值Plus_Min、反向输出电压的最大值Minus_Max、反向输出电压的最小值Minus_Min和多路阀输出电压的中值Neut,通过调整Plus_Max、Plus_Min、Minus_Max、Minus_Min这四个参数的值,就能够使多路阀输出的电压范围发生变化,进而可以得到程序输出的电压控制量Uc与实际电压输出值Uo的如下关系:
[0114]U0= (Plus_Max/10000*U -Plus.Min/lOOOO^U,) ^/lOOOO+Plus.Min/lOOOO^U,
[0115]Uc e (0,10000];
[0116]U0= (Minus_Min/10000*U -Minus.Max/lOOOO^U,) ^Uy1000+Minus.Min/lOOOO^U,
[0117]Uc e [-10000, 0);
[0118]U1为多路阀供电电压。
[0119]控制参数还包括变化范围range、加强信号步长inc_tm、减弱信号步长dec_tm,针对低载荷发射车控制系统的优化设置,比例多路阀控制器中参数设置如下:
[0120]range = 10000、inc—tm = 2000、dec—tm = 2000、Plus—Max = 7500、Plus—Min =5500、Minus—Max = 2500、Minus—Min = 4500、Neut = 5000。
[0121]在展车调平流程,分为粗调平和精调平两个阶段。
[0122]粗调平阶段:
[0123]开阀后等待2s,通过CAN总线发送比例多路阀电压控制量Uc为2000 ;
[0124]在发送控制量之前,先清空控制器数据确认表并将即将发送的数据添加到控制器数据确认表中;
[0125]在发送控制量数据后,控制器检查比例多路阀控制器的回令数据并判断是否与发送的数据是否一致,如果一致则停止发送,如果不一致则继续发送控制量,连续发送3次后仍然接收不到与发送一致的数据则急停报警。
[0126]比例多路阀逐步执行工步控制输出;
[0127]持续通过双轴倾角传感器接收左右水平度信息,若左右水平度小于30',则退出粗调平进入精调平阶段;
[0128]精调平阶段:
[0129]将Uc 调整为 1000;
[0130]比例多路阀逐步执行工步控制输出;
[0131]持续通过双轴倾角传感器接收左右水平度信息,当左右水平度小于2'则退出精调平。
[0132]在起竖回转流程分为三个阶段,射角定位(起竖)、射向定位(回转)和射角补调。
[0133]射角定位阶段:
[0134]粗调阶段:
[0135]输出控制量Uc和接收的光电编码器起竖角度α之间的关系式如下:
[0136]Uc= I 6000-(α-10) *2000/91.0 I ;
[0137]比例多路阀逐步执行工步控制输出;
[0138]当射角定位精度小于40'时,进入精调平阶段;
[0139]精调阶段:
[0140]将Uc 调整为 1000;
[0141]比例多路阀逐步执行工步控制输出;
[0142]当射角控制精确达到4',则退出精调平。
[0143]为了抑制台架晃动性,在起竖初始阶段的40'内和到达目标角度阶段均采用较小控制量的精调阶段模式。
[0144]射向定位控制迭代方式与射角定位基本相同,射向定位阶段:
[0145]粗调阶段:
[0146]输出控制量Uc和接收的光电编码器起竖角度α之间的关系式如下:
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