本发明涉及高空作业平台四驱四转技术中的车轮转向自动纠偏领域，特别是一种四驱四转高空作业平台轮胎转向自动纠偏方法。
背景技术：
高空作业平台具有极强的机动性，能够便捷地转换作业地点，施工覆盖面广。其中四轮独立转向驱动系统，具有更大的灵活性，更强的越野能力。
目前在四驱四转高空作业平台转向过程中，内侧轮与外侧轮转向比例阀电流初值设置相同，在转向时内侧轮转向速度不变，根据外侧轮理论转角与实际转角的误差，对外侧轮转向比例阀电流值实施调整，完成外侧车轮的转角纠偏。其存在的缺陷有：
(1)内侧轮与外侧轮的初始电流设置相同，则初始转角相等，根据阿克曼转向原理，内侧轮转角要大于外侧轮转角，要让两侧车轮同时转到理论位置，当前转向控制系统中设计了外侧轮等待内侧轮转动的策略，外侧轮转向比例阀失电等待内侧轮接近目标值，这种设置导致外侧轮转向比例阀频繁上下电，车轮也会出现转向卡顿现象，降低了电气部件及整车作业可靠性；
(2)在转向过程中，外侧轮转角实际值与目标值出现偏差后，外侧轮根据偏差值增减相应电流，以增加外侧轮转向速度，从而减小偏差。但是这样只是单纯调节外侧轮转向动作的纠偏方式耗时较长，纠偏不及时会导致外侧轮轮胎滑移磨损，降低转向平顺性。
现有的四驱四转高空作业平台，不仅转向纠偏控制策略较为简单，容易出现轮胎打滑情况导致轮胎磨损，转向电磁阀频繁上下电切换会造成电气部件可靠性降低的问题，且在转向行驶控制精度方面也还有很大提升空间。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种四驱四转高空作业平台轮胎转向自动纠偏方法及系统，减少高空作业平台底盘在转向过程中外侧轮胎纠偏不及时导致出现卡顿的现象，提高高空作业平台底盘的驱动和转向协调性。
本发明采取的技术方案为：一种四驱四转高空作业平台轮胎转向自动纠偏方法，包括：
s1，进行高空作业平台的转向实验，记录各不同转向模式下的转向过程数据；
s2，获取各转向模式下转向主动轮转角θ0与其它车轮转角θn之间的函数关系；
s3，基于s1记录的转向过程数据，获取各转向模式下，转向过程中，车轮转动方向与转向油缸伸缩状态的关系，各车轮转角θ与相应转向油缸活塞杆位移l之间的函数关系，以及各转向油缸伸\缩长度l与大腔进油量\小腔进油量q的函数关系；
s4，获取控制各转向油缸的转向比例电磁阀的选型，得到各相应型号的转向比例电磁阀在高空作业平台系统液压下的进油流量q与电流值i之间的函数关系；
s5，确定转向模式，以及主动轮的转动方向、目标转角范围和目标转向时间；所述目标转角范围包括起始角度和目标角度；
根据主动轮的转角角度计算各从动轮的目标转角角度；
s6，根据s2-s4得到的θ与l之间、l与q之间，以及q与i之间的函数关系，基于s5确定的目标转向时间和转角角度，计算主动轮和从动轮各转向比例电磁阀的电流值i作为初始电流i0；
s7，在高空作业平台转向过程中，实时获取各车轮的实际转角角度值；根据主动轮的实际转角角度值θ0，基于s2获取的θ0与θn之间的函数关系，计算得到各从动轮的理论转角角度值θn；
s8，将各从动轮的理论转角角度值θn与实际转角角度值θn′进行对比，计算转角角度偏差δθ＝θn-θn′；
设定偏差允许范围[δθmin,δθmax]；若转角角度偏差δθ在[δθmin,δθmax]范围内，则无需纠偏，否则根据偏差大小以及车轮当前目标转向，判断车轮转向速度为过快或过慢，然后通过调节相应车轮相应转向电磁阀的电流值，改变相应车轮的转向角速度，直至各车轮转向到目标转角角度。
在高空作业平台转向时，转向油缸的活塞杆伸缩长度取决于油缸进油流量(l/min)，油缸进油流量又是由转向比例电磁阀控制的。转向比例电磁阀的电流值大小决定阀芯开口大小，进而决定液压油流量。控制一个转向油缸伸缩需要两个转向比例电磁阀，其中一个通过控制大腔进油流量控制油缸活塞杆外伸，另一个通过控制小腔进油流量控制油缸活塞杆内缩。
本发明提供的高空作业平台车四驱四转轮胎转向自动纠偏系统应用于四驱四转高空作业平台上，针对内侧与外侧轮在转向中转角不同，设置与之相对应的转向比例阀初值，在转向过程中外侧轮理论转角与实际转角出现偏差时，可同时调节内侧、外侧轮转向比例阀电流值，对外侧轮的角度偏差及时纠正，保证转向平顺，提高整车行驶稳定性。
进一步的，s1中，所述转向模式包括两转模式、四转模式和斜行模式。两转模式中只有前轮能够转向；四转模式中四个车轮均能转向，但是前轮与后轮转向相反；斜行模式中四个轮均能转向，四个轮转向方向及角度都保持一致。
优选的，s1记录的转向过程数据包括：记录实验过程中各车轮的车轮当前偏转状态数据、车轮转动方向数据、转向油缸活塞杆伸缩状态数据、车轮转角数据以及各转向油缸活塞杆位移数据。本发明针对各转向模式，分别进行多次转向实验，记录多组数据。
步骤s2中，由于高空作业平台结构已定，其各车轮转角之间的函数关系油其自身结构常数确定，故为已知或可直接测量获取的数据，则各转向模式下，主动轮转角与其它车轮转角之间的函数关系为已知数据或可直接测量获取。
步骤s3中，基于s1记录的各车轮的车轮转角数据以及各转向油缸活塞杆位移数据，计算得到各车轮转角与相应转向油缸活塞杆位移之间的函数关系。
优选的，s3中，各车轮转角θ与转向油缸活塞杆位移l之间为线性关系，关系式为：
l＝kθ+b(1)
式(1)中k为系数，b为常数。根据实验验证，关系式针对四个车轮是一致的，关系式中的k和b的取值可根据多次实验数据代入计算得到。
优选的，s1进行转向实验时，车轮转角在-45～45度范围内变化，转向油缸活塞杆位移在-75～75mm范围内变化。可覆盖高空作业平台的各种正常工作状态，为后续的纠偏提供可靠数据基础。
优选的，步骤s3中，各转向油缸伸\缩长度l与大腔进油量\小腔进油量q的函数关系包括：
大腔进油油缸位移与液压油进油量q1的关系计算公式为：
q1＝l1*s1(2)
式(2)中l1为油缸伸位移，s1为转向油缸活塞底部面积；
小腔进油油缸位移与液压油进油量q2的关系计算公式为：
q2＝l2*s2(3)
式(3)中l2为油缸缩位移，s2为活塞底部去除活塞杆截面积后的面积。
转向油缸活塞底部面积，以及活塞杆截面积为可实际获得的数据。大、小腔进油流量与位移之间关系的计算公式不同，因此同一转向油缸伸、缩相同距离所需液压油的流量是不同的。
优选的，步骤s6中，基于目标转向时间t和转角角度，计算车轮相应转向比例电磁阀的初始电流i0包括：
s61，根据各车轮目标转角角度计算相应转向油缸的活塞杆伸缩位移l；
s62，根据活塞杆伸缩位移l计算转向总过程中，转向油缸液压油变化容量q；
s63，根据目标转向时间t，计算转向过程中的平均液压油流量，即进油流量为：
s64，利用s4得到的q与i之间的函数关系q＝f(i)，得到各转向比例电磁阀的初始电流为：
i0＝f-1[(kθ+b)*s/t](5)。
对于不同型号的转向比例电磁阀，根据型号或实验，可得到在不同系统液压水平下，电流百分比值与液压流量值之间的关系拟合曲线，进而得到相应的函数关系q＝f(i)，为现有技术。
优选的，s8中，当转角角度偏差δθ不在[δθmin,δθmax]范围内，进行如下纠偏：
若车轮当前目标转向为向左转，且δθ＜δθmin，则判断为当前从动轮转向速度过慢，此时增加相应从动轮左转转向比例电磁阀的电流；反之δθ＞δθmax，则判断为当前从动轮转向速度过快，此时减少相应从动轮左转转向比例电磁阀的电流，同时增加主动轮左转转向比例电磁阀的电流；
若车轮当前目标转向为向右转，且δθ＜δθmin，则判断为当前从动轮转向速度过快，此时减少相应从动轮右转转向比例电磁阀的电流，同时增加主动轮右转转向比例电磁阀的电流；反之δθ＞δθmax，则判断为当前从动轮转向速度过慢，此时增加相应从动轮右转转向比例电磁阀的电流，同时减少主动轮右转转向比例电磁阀的电流。
进一步的，s8中，当判断为当前从动轮转向速度过慢或过快，增加或减少相应从动轮相应转向比例电磁阀电流的同时，还对应的减少或增加主动轮目标转向对应的转向比例电磁阀电流。
优选的，s8设定的偏差允许范围为[-5,5]。
进一步的，本发明s8在进行电流调节时，可根据角度偏差的大小，按照每1度偏差增/减电流值1ma进行调节，偏差增/减电流值亦可设置在1ma左右。
有益效果
(1)初始电流值设置精细化：主动轮和从动轮初始电流大小根据转向过程内外侧轮胎的转角关系进行电流细化。
(2)纠偏电流增量细化：外侧轮出现转角偏差时，同时调节内、外侧轮转向速度，已达到外侧轮及时纠偏的目的。
本发明解决了目前四驱四转高空作业平台转向控制系统由于转向外侧轮角度偏差纠正不及时导致的车轮转向卡顿及回摆的问题，通过精确设置转向内、外侧车轮转向比例阀电流初值，以及外侧车轮转角出现偏差时，同时调整内、外侧车轮转向比例阀电流值及时纠偏，提高转向平顺性、协调性，降低轮胎磨损，提高转向电气部件及轮胎使用寿命。
附图说明
图1所示为转向控制系统原理示意框图；
图2所示为本发明一种具体实施例的高空作业平台转向控制流程示意图；
图3所示为本发明一种具体实施例的转向纠偏方法流程示意图；
图4所示为转向比例电磁阀在不同液压下的电流百分比值与液压流量值之间的关系拟合曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步描述。
本发明的纠偏方法适用于图1所示的四驱四转高空作业平台轮胎转向控制系统，系统包括控制器、液压系统和实时监测单元，实时监测单元包括安装于各车轮上的转角传感器和安装于各转向油缸上的油缸压力传感器；液压系统包括分别用于驱动各转向油缸的液压驱动机构；控制系统通过控制转向比例阀的电流值控制液压系统中各转向油缸的运行；
各转角传感器采集相应车轮的转角信号传输至控制器，各油缸压力传感器采集相应油缸的压力信号传输至控制器；
控制器根据接收到的车轮转角信号和油缸压力信号，控制液压驱动单元中各液压驱动机构的运行，从而控制相应的油缸动作，以改变车轮转角。
本发明四驱四转高空作业平台轮胎转向自动纠偏方法，包括：
s1，进行高空作业平台的转向实验，记录各不同转向模式下的转向过程数据；
s2，获取各转向模式下转向主动轮转角θ0与其它车轮转角θn之间的函数关系；
s3，基于s1记录的转向过程数据，获取各转向模式下，转向过程中，车轮转动方向与转向油缸伸缩状态的关系，各车轮转角θ与相应转向油缸活塞杆位移l之间的函数关系，以及各转向油缸伸\缩长度l与大腔进油量\小腔进油量q的函数关系；
s4，获取控制各转向油缸的转向比例电磁阀的选型，得到各相应型号的转向比例电磁阀在高空作业平台系统液压下的进油流量q与电流值i之间的函数关系(参考图4)；
s5，确定转向模式，以及主动轮的转动方向、目标转角范围和目标转向时间；所述目标转角范围包括起始角度和目标角度；
根据主动轮的转角角度计算各从动轮的目标转角角度；
s6，根据s2-s4得到的θ与l之间、l与q之间，以及q与i之间的函数关系，基于s5确定的目标转向时间和转角角度，计算主动轮和从动轮各转向比例电磁阀的电流值i作为初始电流i0；
s7，在高空作业平台转向过程中，实时获取各车轮的实际转角角度值；根据主动轮的实际转角角度值θ0，基于s2获取的θ0与θn之间的函数关系，计算得到各从动轮的理论转角角度值θn；
s8，将各从动轮的理论转角角度值θn与实际转角角度值θn′进行对比，计算转角角度偏差δθ＝θn-θn′；
设定偏差允许范围[δθmin,δθmax]；若转角角度偏差δθ在[δθmin,δθmax]范围内，则无需纠偏，否则根据偏差大小以及车轮当前目标转向，判断车轮转向速度为过快或过慢，然后通过调节相应车轮相应转向电磁阀的电流值，改变相应车轮的转向角速度，直至各车轮转向到目标转角角度。
在高空作业平台转向时，转向油缸的活塞杆伸缩长度取决于油缸进油流量(l/min)，油缸进油流量又是由转向比例电磁阀控制的。转向比例电磁阀的电流值大小决定阀芯开口大小，进而决定液压油流量。控制一个转向油缸伸缩需要两个转向比例电磁阀，其中一个通过控制大腔进油流量控制油缸活塞杆外伸，另一个通过控制小腔进油流量控制油缸活塞杆内缩。
本发明在进行转向实验时，s1进行转向实验时，车轮转角在-45～45度范围内变化，转向油缸活塞杆位移在-75～75mm范围内变化。记录的转向过程数据包括：记录实验过程中各车轮的车轮当前偏转状态数据、车轮转动方向数据、转向油缸活塞杆伸缩状态数据、车轮转角数据以及各转向油缸活塞杆位移数据。本发明针对各转向模式，分别进行多次转向实验，记录多组数据。
步骤s2中，各转向模式下主动轮转角与其它车轮转角之间的函数关系根据高空作业平台结构常数计算得到。
步骤s3中，基于s1记录的各车轮的车轮转角数据以及各转向油缸活塞杆位移数据，计算得到各车轮转角与相应转向油缸活塞杆位移之间的函数关系。
根据转向实验可得各车轮转角θ与转向油缸活塞杆位移l之间为线性关系，关系式为：
l＝kθ+b(1)
式(1)中k为系数，b为常数。根据实验验证，关系式针对四个车轮是一致的，关系式中的k和b的取值可根据多次实验数据代入计算得到。
步骤s3中，各转向油缸伸\缩长度l与大腔进油流量\小腔液压油容量q的函数关系包括：
大腔进油油缸位移与液压油进油量q1的关系计算公式为：
q1＝l1*s1(2)
式(2)中l1为油缸伸位移，s1为转向油缸活塞底部面积；
小腔进油油缸位移与液压油进油量q2的关系计算公式为：
q2＝l2*s2(3)
式(3)中l2为油缸缩位移，s2为活塞底部去除活塞杆截面积后的面积。
转向油缸活塞底部面积，以及活塞杆截面积为可实际获得的数据。大、小腔进油流量与位移之间关系的计算公式不同，因此同一转向油缸伸、缩相同距离所需液压油的流量是不同的。
步骤s6中，基于目标转向时间t和转角角度，计算车轮相应转向比例电磁阀的初始电流i0包括：
s61，根据各车轮目标转角角度计算相应转向油缸的活塞杆伸缩位移l；
s62，根据活塞杆伸缩位移l计算转向总过程中，转向油缸液压油变化容量q；
s63，根据目标转向时间t，计算转向过程中的平均液压油流量，即进油流量为：
s64，利用s4得到的q与i之间的函数关系q＝f(i)，得到各转向比例电磁阀的初始电流为：
i0＝f-1[(kθ+b)*s/t](5)。
对于不同型号的转向比例电磁阀，根据型号或实验，可得到在不同系统液压水平下，电流百分比值与液压流量值之间的关系拟合曲线，进而得到相应的函数关系q＝f(i)，为现有技术。
由于各从动轮的理论转向角度已经根据主动轮实际转向角度求得，且s和t已知，因此可以利用式(5)得到各车轮的初始电流。
参考图3所示，步骤s8中，当转角角度偏差δθ不在[δθmin,δθmax]范围内，进行如下纠偏：
若车轮当前目标转向为向左转，且δθ＜δθmin，则判断为当前从动轮转向速度过慢，此时增加相应从动轮左转转向比例电磁阀的电流；反之δθ＞δθmax，则判断为当前从动轮转向速度过快，此时减少相应从动轮左转转向比例电磁阀的电流，同时增加主动轮左转转向比例电磁阀的电流；
若车轮当前目标转向为向右转，且δθ＜δθmin，则判断为当前从动轮转向速度过快，此时减少相应从动轮右转转向比例电磁阀的电流，同时增加主动轮右转转向比例电磁阀的电流；反之δθ＞δθmax，则判断为当前从动轮转向速度过慢，此时增加相应从动轮右转转向比例电磁阀的电流，同时减少主动轮右转转向比例电磁阀的电流。
进一步的，s8中，当判断为当前从动轮转向速度过慢或过快，增加或减少相应从动轮相应转向比例电磁阀电流的同时，还对应的减少或增加主动轮目标转向对应的转向比例电磁阀电流。
为了减少控制器的负担，同时考虑实际转向平稳性的要求，本发明允许一定的偏差存在，如设定允许偏差范围为[-5,5]，即-5°≤允许转角偏差≤5°：在这个范围内不需要电流调节，即不需要进行纠偏。
实施例
一、关于不同转向模式下转向比例电磁阀初始电流的确定：
本发明步骤s1中，所述转向模式包括两转模式、四转模式和斜行模式。两转模式中只有前轮能够转向；四转模式中四个车轮均能转向，但是前轮与后轮转向相反；斜行模式中四个轮均能转向，四个轮转向方向及角度都保持一致。
两转模式下，控制两后轮左转、右转的电磁阀电流初值设置为0，车辆左转时，分别控制左前轮左转、右前轮左转的电磁阀初值为设定值(通过本发明计算获得)；控制左前轮右转、右前轮右转的电磁阀初值为0，车辆右转时，对应电磁阀电流设置相反。
四转模式下，车辆左转时，分别控制左前轮左转、右前轮左转、左后轮右转、右后轮右转的电磁阀初值为设定值(通过计算获得)；而控制左前轮右转、右前轮右转、左后轮左转、右后轮左转的电磁阀初值为0，车辆右转时，对应电磁阀设置相反。
斜行模式下，车辆左转时，分别控制左前轮左转、右前轮左转、左后轮左转、右后轮左转的电磁阀初值为设定值(通过计算获得)，且实际上四个电磁阀电流初值相等；而控制左前轮右转、右前轮右转、左后轮右转、右后轮右转的电磁阀初值为0，车辆右转时，对应电磁阀设置相反。
转向模式细分为：四转左转、四转右转、两转左转、两转右转、斜行左转、斜行右转。
图4显示的是转向比例电磁阀pwm信号(电流百分比)与液压油流量及液压系统压力的关系，根据实车液压系统压力选取图中对应曲线，然后根据曲线可推导函数关系式。
其中，电磁阀电流百分比＝电磁阀实际电流值/电磁阀最大电流值
电磁阀的最大电流值是常值，因此可根据得出的电磁阀电流百分比与流量的关系得到电磁阀实际电流与液压油流量的关系q＝f(i)。
本发明中，根据高空作业平台四轮的结构特征，可得到主动轮转角与其它从动轮转角之间为比例关系，即θn/θ0＝kn，kn为第n个从动轮转角与主动轮转角的比例系数，故该从动轮n的初始电流i0n也可根据主动轮的初始电流i01获得即：i0n＝i01*kn。
二、关于高空作业平台转向控制过程
参考图1，高空作业平台底盘转向控制系统构成如图1所示，包括传感器监测系统、液压系统、控制器，控制器与其他各模块之间都由数据通信电缆连接。传感器监测系统负责实时反馈作业装置当前的工作状态：转角传感器监测各轮胎转角；油缸压力传感器负责监测油缸的工作压力；液压系统控制执行机构动作。控制器发出控制指令并接受各模块的反馈信息。
高空作业平台在实际转向时，车轮转角范围为-45°～45°；车轮转角≤0°时，车轮处于左偏状态；车轮转角＞0°时，车轮处于右偏状态。
车轮的具体转向动作模式为：左偏左转(车轮处于左偏状态进行左转)、左偏右转(车轮处于左偏状态进行右转)、右偏左转(车轮处于右偏状态进行左转)、右偏右转(车轮处于右偏状态进行右转)。
本发明所述转角角度偏差为，当前时刻车轮理论转角值与车轮实际转角值的差值，有正负之分。
参考图2和图3，在确定各种相关函数关系后，本实施例控制流程为：
1、确定转向模式(两转、四转、斜行)；
2、判断当前车轮转向状态(左偏、右偏)，确定当前车轮转向动作模式(左偏左转、左偏右转、右偏左转、右偏右转)，以及主动轮目标转角角度和目标转向时间；
3、根据转向模式、主动轮目标转角角度和目标转向时间，计算各车轮的初始电流i01～i0n；
4、控制各车轮按照初始电流开始转向，转向过程中实时获取各车轮实际转角角度；
5、根据实时的主动轮实际转角计算各从动轮的理论转角，进而计算的各从动轮的转角角度偏差；
6、判断各从动轮转角角度偏差是否在允许的偏差范围内，若是则不需要纠偏，若否则需要根据车轮转向动作模式进行纠偏。
纠偏过程中，若车轮当前目标转向为向左转，且δθ＜δθmin，则判断为当前从动轮转向速度过慢，此时增加相应从动轮左转转向比例电磁阀的电流；反之δθ＞δθmax，则判断为当前从动轮转向速度过快，此时减少相应从动轮左转转向比例电磁阀的电流，同时增加主动轮左转转向比例电磁阀的电流；
若车轮当前目标转向为向右转，且δθ＜δθmin，则判断为当前从动轮转向速度过快，此时减少相应从动轮右转转向比例电磁阀的电流，同时增加主动轮右转转向比例电磁阀的电流；反之δθ＞δθmax，则判断为当前从动轮转向速度过慢，此时增加相应从动轮右转转向比例电磁阀的电流，同时减少主动轮右转转向比例电磁阀的电流。
具体的，不同转向动作模式下电磁阀电流调节流程如图3所示：
(1)当车轮处于左偏左转转向模式下，从动轮偏差＜-5°，从动轮转向动作过慢，从动轮左转比例阀电流增加，主动轮左转比例阀电流减少；
(2)当车轮处于左偏右转转向模式下，从动轮偏差＜-5°，从动轮转向动作过快，从动轮左转比例阀电流减少，主动轮左转比例阀电流增加；
(3)车轮处于左偏左转转向模式下，从动轮偏差＞5°，从动轮转向动作过快，从动轮左转比例阀电流减少，主动轮左转比例阀电流增加；
(4)车轮处于左偏右转转向模式下，从动轮偏差＞5°，从动轮转向动作过慢，从动轮左转比例阀电流增加，主动轮左转比例阀电流减少；
(5)车轮处于右偏左转转向模式下，从动轮偏差＞5°，从动轮转向动作过快，从动轮左转比例阀电流减少，主动轮左转比例阀电流增加；
(6)车轮处于右偏右转转向模式下，从动轮偏差＞5°，从动轮转向动作过慢，从动轮左转比例阀电流增加，主动轮左转比例阀电流减少；
(7)车轮处于右偏左转转向模式下，从动轮偏差＜-5°，从动轮转向动作过慢，从动轮左转比例阀电流增加，主动轮左转比例阀电流减少；
(8)车轮处于右偏右转转向模式下，从动轮偏差＜-5°，从动轮转向动作过快，从动轮左转比例阀电流减少，主动轮左转比例阀电流增加。
进行电流调节时，可根据角度偏差的大小，按照每1度偏差增/减电流值1ma进行调节，偏差增/减电流值亦可设置在1ma左右。
本发明针对内侧与外侧轮在转向中转角不同，分别设置相对应的转向比例阀初值，在转向过程中外侧轮理论转角与实际转角出现偏差时，可同时调节内侧、外侧轮转向比例阀电流值，对外侧轮的角度偏差及时纠正，保证转向平顺，提高整车行驶稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。