基于伺服系统的车载自动调平系统研究与开发
自动调平系统在车辆底盘上的使用
自动调平系统在车辆底盘上的使用作者：郑杨来源：《中国科技博览》2012年第26期[摘要]：本系统是为军工产品自行研制的车载自动调平系统，该系统可实现四点支撑到多点支撑的自动调平。
系统成功地把执行机构、锁定机构和速度、位置反馈装置进行了机电一体化设计，具有体积小、重量轻、可靠性高、无级调速、系统可长期锁定,维修简单，环境适应能力强等优点。
调平系统运用了滚珠丝杠传动、摆线针轮减速机、伺服电机、高功率晶体管驱动模块、双轴倾角传感器及全自动锁定解锁逻辑传动等。
[关键词]：自动调平中图分类号：TQ330.4+93 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X(2012)26-0289-011.产品组成与工作原理1.1.组成自动调平系统组成。
系统由4套撑腿、1套水平传感器和1套控制箱组成。
撑腿由滚珠丝杠副、减速机、编码器、伺服电机驱动器组成，控制箱由4套撑腿电机驱动器、低压电源、PLC控制器、文本显示器等组成。
1.2.工作原理a)撑腿：自动调平的执行机构。
PLC控制器的工作原理，通过水平传感器判断到工作平台不平时，分别给撑腿驱动器发指令，驱动撑腿完成工作平台的调平；b)PLC控制器：自动调平的核心控制单元。
所有控制指令都是从这里发出去的；各种反馈信号也都回到这里，使各个物理量的控制构成一个个相对独立的闭环系统，配备相应的AD/DA转换模块；c)水平传感器：用于测量工作平台与水平面的夹角；d)文本显示器：用来输入各种人工控制命令，并显示机构执行的状态；e)直流电源：给PLC、撑腿电机上的制动器和传感器供电。
2.主要性能指标a)调平精度：≤0.50°b)工作时间：调平时间≤2.5分钟（垫200mm垫木）c)单腿有效行程： 350mmd)锁定性能：刚性锁定e)整套额定承载：12吨f)单腿额定承载：6吨g)环境温度：工作温度：0°C～＋40°C存储温度：0°C～＋40°C（环境温度可根据用户要求进行设计）3. 工作原理首先调X轴的水平，当X轴水平后，调节Y轴的水平，最后X、Y都水平，平台调平结束。
车载机械自动调平机械系统设计
车载机械自动调平机械系统设计作者：李浩东来源：《科学与财富》2018年第10期摘要：车载自动调平系统是高精度车载工作平台的重要组成部分，它既实现了高精度工作平台的水平精度，又缩短了系统的调平时间。
本文介绍了车载自动调平系统的组成及功能、工作原理、优势及技术特点、现实意义及市场前景。
文中研制了可使战车高炮系统到达各种凹凸路面地点后底盘快速精确达到水平的调平系统，使战车高炮系统迅速转换为作战状态或者常规状态，确保发出精确的炮弹角度，提高系统的机动性。
关键词：自动调平；控制系统；PLC；调平系统0 引言随着国内外军事形势和国防技术的发展，越来越多的军用设备需要根据任务需求随时变更工作地点。
对于装备各种重型武器的战车，必须保证在各种恶劣的地理环境下完成精确打击，并且保证这些军用设备的机动性能。
为了确保坦克火炮的连续射击精度，采用军用卡车底盘高射炮系统。
战场地形不均匀，如果仅仅使用轮胎支撑，水平误差将直接影响射击精度，弹性效果也会影响连续射击的稳定性。
因而火炮射击时，其底盘必须处于水平状态。
当卡车到达指定地点后，利用调平系统迅速将底盘调至水平状态，这样设备才能快速进入工作，工作完成后也能迅速转移。
此举既保证了设备的正常工作，又大大提高了设备的机动性。
1.调平系统组成及功能调平系统具备以下功能：平台全升、全降，撑腿落地自动检测，撑腿行程自动反馈，撑腿过行程和过载保护，水平监测，自动调平，撑腿自动锁定、解锁，本控、遥控等。
调平系统由4套水平展开机构、4套撑腿、1套双轴水平检测器、1套温控装置、1套控制箱、1套车外操作盒、电缆组等组成。
撑腿有电液式和机电式；控制箱由PLC控制器、低压电源、操作员面板、中间继电器和保护设备等组成。
各部分作用如下1）水平展开机构：实现撑腿水平展开和收回。
2）撑腿：车载自动调平系统的执行机构。
3）可编程控制器PLC：车载自动调平系统的控制核心。
控制命令通过PLC发出，同时采集反馈信号，使各个物理量构成一个个相对独立的闭环控制系统。
车载雷达机电式自动调平系统的方案
车载雷达机电式自动调平系统的方案
现代战争对雷达机动性能的要求越来越高，特别是机动陆面载体如车载雷达天线、发射架等设备，到达预定位置后，要求快速架设精确的水平基准。
车载平台的人工手动调平已很难满足军方对雷达快速架设、快速撤收，以及平台高精度调平的要求。
机电式自动调平与人工调平相比具有调平时间短、调平精度高、可靠性高等特点。
本设计是以单片机和CPLD 为控制核心，伺服控制器和伺服电机为执行单元的机电式四点支撑自动调平随动控制系统，能够实现机电式车载平台自动调平的全自动化、全闭环控制。
其优点在于调平时间短(少于3 分钟)、调平精度高(小于3)、可靠性高、可在恶劣环境下工作等方面。
系统组成
调平原理
调平方式通常有3 点式或4 点式，特殊的还有多点式如6 腿或更多腿平台。
本系统根据实际的应用情况，采用4 点式调平方式。
四点支撑的工作平台X 轴、Y 轴是根据水平传感器的安装位置确定工作平台面上互相垂直的两个轴向，调平原理如图1 所示。
在工作平台的支撑腿着地后, 控制系统开始进行调平。
通过水平传感器的检测信号，可以找出工作平台的最高点。
将水平传感器按如图1 所示方向安置于工作平台上，传感器输出含有X 和Y 轴信号，它们是与水平误差(角度) 成线性关系的数字信号。
当X0，Y 小于0 时，撑腿A 为最高点;X 小于0，Y
小于0 时，撑腿B 为最高点;X 小于0，Y0 时，撑腿C 为最高点;X0，Y 0 时，撑腿D 为最高点。
假设撑腿着地后撑腿A 为最高点(其他撑腿为最高点的情况相似)，根据。
基于PLC的车载平台液压自动调平系统设计
基于PLC的车载平台液压自动调平系统设计
甘志梅;寇桂岳
【期刊名称】《南昌工程学院学报》
【年(卷),期】2012(031)004
【摘要】很多车载设备需要调平后才能正常工作.以PLC为控制器、液压油缸为执行元件、双轴角度传感器作为反馈元件,采用最低腿调高法的调平策略,设计了一种车载平台的液压自动调平系统.并介绍了系统的液压系统组成及原理,控制系统硬件组成及软件实现方法.该系统调平速度快,调平精度高,能实现手动/自动调平切换且操作简单,有效提高车载平台的机动性.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】甘志梅;寇桂岳
【作者单位】南昌工程学院机械与电气工程学院,江西南昌330099;南昌工程学院机械与电气工程学院,江西南昌330099
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于PLC控制的大载荷四点支撑液压自动调平系统设计 [J], 席广辉;王峰;皇淼淼;陶烨
2.基于PLC的车载自动调平系统设计 [J], 李志民;黄辰
3.基于PLC控制的专用液压机的液压控制系统设计 [J], 舒英利;
4.基于液压支腿的无人机自动调平液压系统设计及仿真分析 [J], 郭付
5.基于STC89C51的液压自动调平系统设计 [J], 肖克;徐世许;刘镔震;王京擘因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于PLC的车载自动调平系统设计
水平传感器轴
水平传感器轴
操作员界面
着地压力1YJ
着地压力2YJ
着地压力3YJ
着地压力4YJ
着地压力5YJ
水平限位1JK
水平限位2JK
水平限位3JK
水平限位4JK
系统中通常使用可编程控制器来控制，以第一个达到最高点的支撑腿为标准，其余腿作调整。
调节
角度与预期值相差较大时
值与预期的角度相差较小时
轴水平是否自动调平？
腿2，3慢速升
轴保持不变？
轴水平电机是否过载？是否到极限位置？
轴保持不变？
是否自动调平？腿3，4慢速升
N
是否到极限位置？
电机是否过载？
图达到最高点为例画出的微调流量图中央处理单元）的详细参数为11 W 的数据存储器。
本机具有输入，16特性，允许最大的扩展块为7个布尔量运算执行时间为输入电压为，输入电流在大负载时可达水平传感器系统采用玻璃液位开关三极管共电极与两个控制用电极。
当水平面为电流，为当失去水平状态时号之间的差异度时。
NJ307车载雷达调平控制系统的研究与实现的开题报告
NJ307车载雷达调平控制系统的研究与实现的开题报告一、选题背景随着汽车工业的不断发展，车载雷达作为一种重要的感知技术，受到了广泛的关注和应用。
而车载雷达能够发挥其最大的作用，需要配合其他的控制系统共同实现。
其中，调平控制系统是非常重要的一种控制系统，能够使车载雷达自动调整探测角度，最大化雷达的探测效果和覆盖范围。
因此，研究和实现NJ307车载雷达调平控制系统具有非常重要的意义。
二、研究目的本研究旨在研究和实现NJ307车载雷达调平控制系统，通过对系统的分析、设计和实验等方法，探索调平控制系统的设计原理、控制算法和参数寻优方法，以提高系统的控制效果和性能。
三、研究内容（一）系统分析1.对NJ307车载雷达调平控制系统的技术特点和工作原理进行分析和研究；2.对调平控制系统的功能需求进行详细分析和规划；3.对调平控制系统涉及到的硬件设备和软件工具进行选型和设计。
（二）系统设计1.根据调平控制系统的功能需求，设计系统的总体结构、控制流程和控制策略；2.设计调平控制系统的控制算法和参数寻优方法；3.设计调平控制系统的通信协议和数据处理方法。
（三）系统实现1.进行调平控制系统的硬件搭建和软件编程；2.进行系统的集成和调试；3.进行控制效果的测试和验证。
四、研究意义1.提高NJ307车载雷达的探测效果和覆盖范围；2.为车载雷达控制系统的研究和应用提供新的思路和技术支持；3.为车载雷达的工业化生产提供重要的技术支撑。
五、研究方法和技术路线1.采用文献资料查阅、系统分析、仿真验证、电路设计和编程实现等方法进行研究；2.技术路线为系统分析、系统设计、系统实现和系统测试和验证。
六、预期成果实现可靠的NJ307车载雷达调平控制系统，提高系统的控制效果和性能。
并可以发表相关学术论文和参加相关学术会议。
一种车载平台随动自调平系统设计
136自动化控制Automatic Control电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering在现代地球物探领域内，制约光电搜索仪探测目标体位置与成像度精度的主要因素是仪器工作平台在机动车载体行进过程中无稳定的水平度，以往行业内的应用对象是使载体处于固定位置后再提供稳定工作平台供搜索仪进行探测[1]，这已很难满足现代随动不间断测量的要求。
以此为出发点，项目以自动控制理论为引导，设计了一种三点刚性机电式支撑随动自调平系统，在硬件模块上运用PID 自控算法，实现了载体在行进过程中也能为搜索仪全时刻无间断提供稳定水平工作平台，且调平时间短、调平精度高，可靠性高，适应外界复杂地形能力强。
1 系统调平方案1.1 调平系统光电搜索仪车载平台自调平系统主要由检测装置、执行机构、控制系统以及电源模块四部分组成，用于载车在行进过程中随动不间断地将支撑仪器的平台由轻微倾斜姿态调整至水平基准内，降低外界不规则地形对搜索仪探测微弱信号精度的影响。
（1）检测装置采用一种双轴倾斜角度传感器测量搜索仪工作平台相对于水平基准平面的倾斜度，角度输出值的大小及分辨率是自调平系统步进调平与判定平台精度的评定依据。
（2）自调平系统采用三点刚性机电式支撑结构作为系统的执行机构，其固定辅助支撑轴与两条可移动步进轴通过球铰链与上平台链接，三轴呈等腰直角三角形分布，可移动轴采用精密滚珠丝杆结构将伺服步进电机转轴的旋转运动转换为系统步进调平伸缩的直线运动[2]。
（3）控制系统是光电搜索仪车载平台自调平系统的关键组成部分，其采用微控制器处理芯片作为模块的大脑，以高精度模数转换器ADC 模块采集到的姿态传感器的输出倾角值作为系统输入反馈值，与平台给定的平面水平度做比较求偏差后，输入经典PID 控制器中输出执行机构所需要的脉冲值，驱动步进电机步进伸缩调平。
（4）电源模块主要为步进执行机构、检测装置、控制系统以及相关外围电路提供稳定的能量来源。
基于PLC的自动调平控制系统研制的开题报告
基于PLC的自动调平控制系统研制的开题报告一、研究背景在目前的工业生产中，机器的自动化程度越来越高。
在一些自动化程度较高的生产线上，有一些需要精密控制的工作，例如工件的表面加工等。
但是，由于机器的制造和使用过程中难免会受到一些外界因素的影响，这些因素会导致机器的运动轨迹不稳定，最终影响到工件的精度和质量。
因此，需要一种能够实现自动调平的控制系统，来保证机器的运动轨迹的稳定性。
二、研究内容本文将研究基于PLC的自动调平控制系统，该系统能够通过传感器检测机器的运动轨迹并进行实时调整，从而使得机器的运动轨迹更加稳定。
具体来说，研究内容包括以下几个方面：1.系统设计：设计自动调平控制系统的硬件和软件结构，确定系统所需的传感器、执行器和PLC等控制器硬件，以及编写控制系统的程序。
2.传感器选择：研究适合自动调平控制系统的传感器类型，分析其优缺点，选择最合适的传感器。
3.自动调平算法研究：研究自动调平算法的原理和实现方式，设计适合本系统的算法，并对其进行模拟和仿真验证。
4.系统测试与分析：对设计的自动调平控制系统进行实际测试，分析测试数据，对系统在实际工作中的效果进行评估。
三、研究意义本研究旨在开发一种基于PLC的自动调平控制系统，能够实现对机器运动轨迹的实时监测和调整，提高了机器在工作过程中的稳定性和精度，从而提高了工件的质量和生产效率。
四、研究方法本研究采用实验研究法，通过实际测试来评估系统在工作中的效果。
具体研究方法包括：硬件和软件设计、传感器选择、自动调平算法研究、系统测试与分析等。
五、进度安排第一年：系统设计和编程、传感器选型和开发、自动调平算法的研究与设计；第二年：系统测试、数据分析、优化和改进。
六、可能存在的问题在研究过程中可能会遇到以下问题：1.传感器数据的异常：由于传感器本身的精度存在差异，可能会出现数据异常的情况，导致控制系统的误差增大。
2.算法的复杂性：自动调平算法的设计需要考虑众多因素，可能会出现算法复杂性过高、运算速度过慢的问题。
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( 华中科技大学 国家数控系统工程研究中心, 湖北 武汉 430074) 摘要: 针对目前液压调平系统存在的缺点, 提出一种基于伺服系统的自动调平系统, 该系统采用模块化设计、 现场总线通信方式连接。实践证明此系统满足当今自动调平系统快速、 准确以及恶劣使用环境的要求。 关键词: 车载; 自动调平; 伺服系统; 现场总线 中图分类号: TP23 文献标识码: B XIE Jing_ ming , CAO Jia_ yong , CHEN Y ou_ ping, AI W u , ZHOU Zu_ de ( Huazhong U niversity of Science and Technology, Wuhan 430074, China ) Abstract: For being some shortcomin g in presently hydraulic adj usting level system, a automatic adjusting level system based on servo s ystem is presented. The s ystem is desi gned by module and connected with feildbus. The practice shows that the automatic adjusting level system based on servo can meet the need of rap id, accurate and bad environment. Key words: vehicle hold; automatic adjusting level; servo system; fieldbus
台偏离水平状态时 , 应及时进行调平 , 满足车载自 动调平系统平台的水平要求 ; 当车载自动调平系 统平台进入移动状态时 , 其支撑脚能快速升起。
2 自动调平系统模型及控制要求
车载自动调平系统平台模型如图 1 所示 , 该车 载自动调平系统平台的水平坐标系为 xo y, F 1、 F2、 F3、 F 4 为车载自动调平系统平台的 4 根支撑脚。由 于自动调平系统平台为均载刚性平台 , 因此该车载 自动调平系统在调平过程中的四根支撑脚存在一 定的机械耦合。根据车载自动调平系统的工作要 求, 车载自动调平系统平台必须满足以下要求 : 在移动状态下车载自动调平系统平台由载车运载 , 进入工作状态时, 平台由支撑系统支撑并与地面脱 离; 车载自动调平系统平台应在一定时间内调 平, 满足一定的精度要求; 车载自动调平系统平 台一旦调平后 , 应对其位置进行锁定 , 以保证平台 上的精密装置正常工作 ; 当车载自动调平系统平
参考文献: [ 1] 张卫伟, 程芳真 . 一种分散式火电仿真装置的概念和特 点[ J] . 系统仿真学报, 2001, ( 3) . [ 2] 程芳真, 高琪瑞 . 基于 Windows 平台的仿真支撑系统研 究[ J] . 系统仿真学报, 2001, 14( 2) . 作者简介: 郑立新 ( 1963- ) , 男, 现为广东省粤 泷发 电有限责任公司工 程部副部长 , 主 要从 事燃 煤机 组自 动化 控制 的研 究与设计工作。
人员对事故状态的快速应变及处理能力 , 通过配 置与单元机组 DCS 系统完全一致的仿真系统 , 运 行人员可通过机组在各种工况 下的起动、停止、 正常运行操作, 加深对系统的认识 , 提高准确分 析、 判断、 处理事故的能力 , 并提高事故情况下操 作的正确率。 关于仿真系统的性价特点, 可引用业内人士的 一个比方加以说明 , 即: 对于 135 MW 和 200 MW 以 上的发电机组 , 其运行人员因通过仿真培训提高运 行操作水平, 能够在实际运行值班中避免造成一次 停机事故 , 其发电的直接经济效益就可以投资一台 同容量的仿真培训系统。
车载自动调平控制系统的控制软件主程序流 程如图 4 所示。 车载自动调平控制系统的控制软件 中的子程序流程从略。 实验结果 : 从车载平台静止后发出调平指令开 始, 到平台调平 ( x, y 轴的水平倾角均小于 0. 05 ) 为止 , 调平时间为 96 s, 低于设计调平时间 ( 120 s) 要求。
Research and development of vehicle hold automatic adjusting level system based on servo
1 引言
机动陆面可移动载体如车载雷达、天线、 发射 架等设备 , 到达预定位置后, 要求快速架设精确的水 平基准。传统的调平系统采用液压系统作为调平系 统的动力源, 由于液压系统本身的复杂性及其对使 用环境的较高要求, 很难适应野外及复杂环境的工 作要求。 因此, 基于伺服系统的自动调平系统的研究 与应用将克服液压调平系统的缺点, 满足当今自动 调平系统快速、 准确以及恶劣使用环境的要求。
38
电气 传动 自动化
2004 年 第 2 期
( 1) 电厂冷态起动 : 起动的条件是所有系统的 温度和压力处于冷态停机条件下 ; ( 2) 从热备用状态到满负荷启动 ; ( 3) 汽轮机启动到发电机同步; ( 4) 锅炉、 汽轮机、 发电机单元跳闸 , 接着并网 恢复到额定负荷; ( 5) 电厂从满负荷到热备用以及冷却到冷停机 状态 , 操作人员可以对系统或设备进行运行规程所 规定的各种试验, 如汽轮机危急保安器试验、 设备 连锁保护试验等; ( 6) 培训学员熟练正确地掌握机组设备在各种 工况下起动、 停机和正常运行的监视操作技术; ( 7) 培养和提高学员正确判断、 排除各种故障 和事故的应急能力 , 并通过各种故障判断和分析的 反复培训 , 提高对机组运行的综合分析能力 ; ( 8) 对运行岗位人员、 管理人员定期轮训 , 进行 上岗、晋升前实际操作能力和分析判断能力的考 核。
34
电气 传动 自动化
2004 年 第 2 期
数 为 0. 005 / 70 。
; 工 作 温 度 范 围 为 - 35
~ +
4 自动调平系统控制软件设计
由于车载自动调平系统平台为 刚性平台 , 在调平的过程中各支撑 脚存在机械耦合 , 采用常规的控制 方法进行控制难以满足其控制精度 和调平时间 , 因此该系统的控制软 件中的控制策略采用现代先进的控制算法( 如模糊 PID 算法等) 对平台的姿态进行控制, 以达到快速 根据平台的状态信息 , 结合驱动部分的转矩的大 小, 通过智能控制算法, 控制伺服控制器的输出, 调 节 4 根支撑脚的状态, 以达到快速 调平的目的; 配有 CAN 接口 , 以实 现远程监控目的。 OP 作为人机交互显示面板, 通 过其图形界面显示系统的状态及各 种实时参数, 并根据工作需要对系统 进行参数设置。OP 上配有多个功能 键, 可根据需要自由定义, 以实现调 平控制系统的各种操作及手动 / 自动操作的切换。 执行机构采用 93 系列伺服控制器和伺服电机 减速器, 控制器通过通信接口接受 PLC 指令 , 这样 设计抗干扰能力强、 精度高。93 系列伺服控制器具 有以下特点: 调速范围为 1: 10000; 最高转速可达 4000 rpm; 转矩控制范围为 1: 100; 有多路数字模 拟 / 输出接口功能 , 功能可自由定义 ; 最大转矩大 于 4 倍额定转矩, 同时可配断电制动器, 它可以在调 平后或系统掉电后锁定系统; 内置 CAN 总线 , 可 通过插拔模块连接 RS232、RS485、PROFIBUS、IN TERBUS 等现场总线 ; 有各种软、硬件故障保护 功能 , 可有效保护控制器及电机; 通过 CE( 低电 压规范、 电磁兼容规范) 、ISO9001、 UL508、 UL508C 等认证, 工作环境温度范围为- 40 ~ 80 , 防护 等级为 IP54/ IP65, 可适用于恶劣的使用环境。 水平传感器是整个调平系统中一个较为关键的 元件, 其性能的好坏直接影响整个系统的调平时间 和精度, 因此, 选用的单轴膜电位倾角传感器, 其技 术指标如下: 总量程为 60 , 分辨率为 0. 001 , 线性度为 1% ( 60 内 ) ; 信号输出为 60 mV/ 度, 响应时间为 300 ms; 零位温度系数为 0. 02 / , 灵敏度温度系
5 结束语
由于目前火电厂自动化程度大大提高 , 运行 人员操 作机会相 对减少。 一旦发 生故 障和事 故 时 , 需要能够进行及时、 正确的处理。在短暂的时 间里, 依据机组运行经验 , 正确判断出事故现象 及故障原因 , 进行合理的操作与协调 , 排除事故 现象, 保证机组安全运行。为了进一步提高运行
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而准确的目的。自动调平控制系统的软件系统结 构如图 3 所示。
调平策略 : 车载平台的调平过程采用 4 点调 平, 即 F 1、 F2、 F3、 F4 支撑脚均参与调平 , 并且遵循只 上升不下降的原则。 首先根据 4 个支撑脚着地后的 伺服电机电流变化和水平传感器的信息寻找最高 点, 保持最高点不动 , 按一定的算法控制其它低位 点向高位点趋近。当满足终止条件: 水平算子 ( 调
3 自动调平系统硬件结构
自动调平系统的硬件结构如图 2 所示。 由于自 动调平系统主要用于车载装置的调平 , 其对硬件的 可靠性和稳定性要求较高, 因此该系统的硬件选用 S7 PLC 作为控制中心 , 配上图形操作面板 OP 作为 监控单元, 驱动部分采用 LENZE93 系列伺服控制 器, 整个系统组成了一个结构紧凑、 功能强大、 模块 化程度高、 扩展能力强、 组态方便的数字化 FCS( 现 场总线控制系统) 系统。 PLC 作为控制中心, 其作用主要有 : 接受 OP 的操作指令, 同时向 OP 传送系统的状态信息 ; 接受 X 轴、 Y 轴水平传感器传来的平台水平信息 ;
杨云珍 ( 1977- ) , 男, 广东省兴宁县人, 现在广东粤泷发电 有限责任公司从事热工技术工作。 收稿日期: 2003- 09- 08