机电式自动调平系统的方案
机电式自动调平系统设计方案概论

机电式自动调平系统设计方案概论作者:吴书旺查明来源:《科学与信息化》2018年第23期摘要调平系统对座车的作用很重要,它是座车正常工作的先决条件,实时稳定平台对于座车的快速性及动态精度要求较高,手动调平已经不能满足要求。
本文将阐述机电式自动调平系统的先进性。
关键词机电式;自动调平系统;手动调平本系统拟采用机电式自动调平系统来实现整个车的调平动作,主要是通过可编程计算机控制器PCC控制采集一套双轴水平仪的数据,据此控制交流伺服电机的运动—电机牵引滑动丝杠运动,从而实现座车姿态的自动调平。
支腿部分拟采用普通的梯形滑动丝杆+两级齿轮减速+行星减速机+伺服电机的传动型式来设计支腿组件实现座车支腿的联动,与液压式相比,机电式自动调平系统主要具有结构紧凑、体积小,控制灵活、调平平稳、可靠性高、维护简单、造价低等一系列优点。
1 设计指导思想本系统采用了对称式的对角升降调平策略,将X和Y轴两个方向的倾斜度作为一个整体对象看待,在最短的时间里可保证两对双轴倾斜度同时向水平位置趋近收敛,迅速达到调平的水平度指标,同时,该调平策略不仅可以有效克服座车“以变形换取水平”的常规工艺缺陷,保证四条支腿可以有效地同时着地,而且,这种调平策略可保证座车中心高度在调平过程中,始终保持不变,大大提高了自动调平的工作效率。
本调平系统控制部分采用380VAC三相供电方式,以交流伺服电机和可编程计算机控制器PCC作为执行与控制部件,这是由于交流伺服驱动具有目前广泛应用的成熟的技术,具有完备的速度同步,定位控制、力矩检测及各种异常保护功能,可以充分实现调平机构的技术要求,并获得平滑的调平过程及精确的调平结果[1]。
2 系统组成2.1 控制原理本调平系统采用PCC实时检测座车传感器的倾斜度信号,通过人机界面接收操作人员的操作指令,通过伺服电机驱动四条支腿运动,实现落地伸出运动、支腿自动撤收运动以及自动调平运动。
系统控制框图如下:2.2 系统硬件构成本系统在硬件设计上,选用可编程计算机控制器PCC为核心控制单元,通过与外部操作面板(按键,指示灯以及彩色触摸屏)、伺服电机及其驱动单元、安装与车上的水平仪传感器单元以及方舱通信接口连接,构成完整的座车调平伺服系统。
机电工程系统调试方案

机电工程系统调试方案一、方案背景二、调试步骤1.熟悉设计要求和技术规范在进行系统调试前,必须熟悉设计要求和技术规范,了解每个系统的功能和工作原理,以及系统之间的相互关系。
2.检查设备安装质量对机电设备的安装质量进行检查,包括设备的固定、连接、接地、布线等方面,确保设备安装符合设计要求和安全规范。
3.检查电气系统检查电气系统的接线、电缆等情况,确保电气系统安全可靠。
进行电气系统的初次接通试验,检查电气设备和开关的工作状态,验证电气系统的正常工作。
4.检查机械系统检查机械系统的传动装置、阀门、泵等,确保机械系统安装正确,并能正常运行。
通过观察和检测,验证机械系统的正常工作。
5.检查控制系统检查控制系统的控制设备和仪表仪器的安装质量,并进行相应的调试和校准。
验证控制系统的稳定性和可靠性。
6.调试整体系统对机电系统进行整体调试,包括电气系统和机械系统的协调工作。
检查各个子系统之间的相互作用,确保整体系统能够正常运行。
7.测试系统功能对机电系统的各个功能进行测试,验证系统的功能是否符合设计要求和技术规范。
通过对系统的各个工作环节进行测试,评估系统的综合性能。
8.优化系统运行效果根据系统的实际运行情况,对系统进行优化调整,改善系统的运行效果。
包括调整控制参数、增加安全保护装置等,提高系统的性能和可靠性。
三、调试方案的注意事项1.安全第一在进行调试工作时,安全应始终放在首位。
必须严格按照安全规范进行操作,对有风险的操作必须采取相应的安全措施。
2.严格按照调试计划进行在进行调试工作时,必须按照预定的调试计划进行,合理安排工作顺序和时间。
确保每个步骤都得到充分的考虑和配合。
3.采用科学的测试手段在调试过程中,应采用科学的测试手段和工具,以保证测试结果的准确性。
使用合适的测试设备和仪器,避免人为因素对测试结果的影响。
4.记录调试结果在调试过程中,应及时记录调试结果,包括每一步的测试数据、调整参数等。
通过记录,可以追溯调试过程,找出问题的根源,并为后续的优化工作提供参考。
车载雷达机电式自动调平控制系统研究

车载雷达机电式自动调平控制系统研究
车载雷达机电式自动调平控制系统是一种基于雷达和机电传动技术的智能化系统,其
原理是通过车载雷达感知车辆周围的车辆和道路情况,然后通过机电传动技术对车辆的悬
架系统进行调整,使车辆始终保持平稳的行驶状态。
该系统可以根据车辆速度、路况和外
界环境进行智能化调整,确保车辆在行驶过程中的稳定性和舒适性。
1.精准感知:车载雷达机电式自动调平控制系统采用先进的雷达技术,可以精准感知
车辆周围的车辆和道路情况,包括车辆的位置、速度和方向等信息,确保系统可以及时准
确地做出调整。
2.智能调整:该系统可以根据车辆速度、路况和外界环境实时进行智能化调整,保证
车辆在行驶过程中的稳定性和舒适性。
系统还可以根据驾驶员的习惯和驾驶风格进行个性
化调整,提升驾驶的舒适性和驾驶体验。
3.高效传动:车载雷达机电式自动调平控制系统采用先进的机电传动技术,可以快速、稳定地对车辆的悬架系统进行调整,提高车辆的稳定性和操控性能。
1.智能化升级:随着人工智能和大数据技术的不断发展,车载雷达机电式自动调平控
制系统将更加智能化,可以通过学习和分析驾驶数据,实现更加个性化的汽车调节,提升
驾驶的舒适性和安全性。
2.智能交互:未来的车载雷达机电式自动调平控制系统将会与其他智能化系统进行更
加深入的交互,比如与自动驾驶系统、车辆网络系统等进行互联互通,共同为驾驶者提供
更加安全、舒适的驾驶体验。
3.智能保养:未来的车载雷达机电式自动调平控制系统还将具备更加智能的保养功能,可以对车辆的悬架系统进行实时监测和维护,及时提醒驾驶者进行保养和维修,延长车辆
的使用寿命。
机电系统综合调试方案

机电系统综合调试方案一、方案背景机电系统是指由机械和电气两个组成部分组合而成的系统,广泛应用于各行各业。
在机电系统的调试过程中,为了保证系统的正常运行和稳定性,需要进行综合调试。
本方案旨在通过对机械和电气两个方面的综合调试,确保机电系统的性能和可靠性。
二、方案内容1.前期准备在进行机电系统综合调试之前,需要进行一系列的准备工作。
首先,需要对机械和电气方面的系统进行详细了解,并编制相应的调试计划和日程安排。
其次,需要准备好相应的调试设备和工具,如调试仪器、电脑等。
最后,应建立一套完善的调试记录和报告制度,方便对调试过程进行追踪和总结。
2.机械调试机械调试主要包括安装、检查和调整等过程。
首先,要确保机械设备的正确安装,包括设备的摆放位置、接地、连接管路等。
然后,对机械设备进行全面检查,包括检查设备的密封性、润滑油的使用情况、传动系统的正常运转等。
最后,调整机械设备的相关参数,如压力、速度、位移等,以确保设备的性能符合要求。
3.电气调试电气调试主要包括布线、接线和调试等过程。
首先,要按照电气图纸进行布线,在布线过程中要遵循相关的安全规范和标准。
然后,进行接线工作,包括电源线、信号线和控制线等。
接下来,对各个电气元件进行调试,如电机的运行方向、传感器的灵敏度、控制器的参数等。
最后,进行整个电气系统的集成调试,确保各个电气元件之间的协调运行。
4.系统整合调试在机械和电气调试完成后,需要对整个系统进行整合调试。
首先,要对机械系统和电气系统进行连接,并进行相应的功能测试,如启动、停止、调速等。
然后,根据系统的工作特点,对系统进行参数调整和优化,以提高系统的性能和效率。
最后,对整个系统进行运行测试,在正常运行条件下,模拟实际工况,验证系统的稳定性和可靠性。
三、方案总结机电系统综合调试是一个复杂而又关键的工作,对于保证机电系统的性能和可靠性至关重要。
通过机械和电气两个方面的综合调试,可以有效地解决系统中的问题和隐患,提高整个系统的运行效能。
机电式雷达自动调平系统设计

机电式自动调平系统设计摘要:本文介绍了一种针对一机动雷达天线车自动调平系统的设计,该系统采用伺服电机作驱动源,通过减速器带动丝杆伸缩推动千斤顶动作,以水平传感器测取天线车倾斜信息,自动调平处理器以一单片机为核心,接收传感器信息判断并发出信号,控制相应调平腿动作直到天线车水平。
该系统实验证明,其调平精度及时间均能满足雷达整机的要求。
关键词:机电式PWM 自动调平1 引言随着现代战争中飞机、导弹等空中进攻性武器性能的快速发展,使军用地面雷达面临严峻挑战,在不断追求功能完善、性能先进、工作可靠的同时,对雷达的机动性提出了更高的要求。
近几年来,为使雷达做到快速架设投入战斗、迅速拆收转移阵地,在设计时对以前许多由人工完成的动作都采用了自动控制完成,如雷达的架设、拆收、方位标定、调平等,本文介绍了一种雷达天线车的自动调平系统的设计。
雷达天线车自动调平系统是机、电设计紧密结合的一体化自动控制系统,一般包括执行、控制、传感等部分。
由于执行机构采用的驱动方式不同又可分成两大类,一种采用液压作为驱动源,称为机电液一体化系统,另一种采用电机产生原动力,通过减速器驱动丝杆动作,称为机电一体化系统。
本文介绍的自动调平系统是一种机电一体化系统。
2 系统简介本系统是针对一新型雷达进行设计的,该雷达进行高度的集成化设计,雷达天线、发射机、接收机、信号处理等均安装于一机动车的平台上,雷达天线采用轻型的双弯曲抛物面天线,工作时必须将天线车调平才能保证雷达的测量精度。
天线车的总重约18000公斤,有四只机电调平腿,调平腿工作时的跨距约为5×2.3米,调平过程中每只千斤顶载荷约8000公斤,静态载荷约12000公斤,千斤顶行程为500mm,具有自锁功能。
雷达系统对天线车自动调平的主要技术指标为:1、调平时间不大于3分钟2、调平精度,任意方向小于6¹本系统是机电一体化系统,调平执行机构采用交流伺服电机通过摆线减速器驱动梯形丝杆千斤顶来完成天线车四个支撑腿的升降,采用倾斜传感器来测取天线车纵轴与横轴的倾斜角,倾斜信号输入控制箱内微处理电路,对数据分析判断后分别输出脉冲串去驱动四路交流电机运转,从而控制调平执行机构对天线车调平。
车载雷达机电式自动调平控制系统研究

车载雷达机电式自动调平控制系统研究
随着车辆使用范围的不断扩大,车辆行驶面临复杂多变的路况,特别是在减速带、坑
洼路面等地形时,车辆的稳定性和行驶平稳性就显得非常重要,而车载雷达机电式自动调
平控制系统则是解决这一问题的有效方式。
车载雷达机电式自动调平控制系统(Vehicle-mounted radar electro-mechanical automatic leveling control system)是一种集雷达、电控和机械作动等多种技术于一
体的高科技系统,通过雷达探测路面起伏,并准确传递信号给车载控制系统,控制车载机
械装置对车辆进行实时调平,达到车辆行驶平稳的目的。
该系统的主要构成部分包括:雷达探头、机械作动部件和控制系统三大部分。
雷达探头是该系统的核心部分,它能够精确探测路面高低,将信号传到控制系统,同
时还能够动态地调整位置、方向和角度,不断适应路面的变化。
雷达探头通常采用全向扫
描技术,能够纵向、横向、斜向全面覆盖路面的高低变化。
机械作动部件则负责对车辆进行实时调平,调节车身高度或补偿路面的高低差异。
机
械作动部件通常采用气压或液压系统,通过可调节的缸压来达到车身高低的调整。
控制系统是该系统的指挥中心,负责对雷达信号和机械作动部件进行集成控制。
该系
统通常采用嵌入式技术,拥有高速、高精度、高可靠性和抗干扰能力等特点,能够稳定地
运行在多种环境下,实现对车辆的智能控制。
总之,车载雷达机电式自动调平控制系统是一种具有很高科技含量的智能化控制系统,能够稳定地调整车辆行驶姿态,保证车辆行驶的平稳性和稳定性,有效提高了车辆行驶安全,受到广泛的应用和关注。
车载雷达机电式自动调平控制系统研究

车载雷达机电式自动调平控制系统研究雷达机电式自动调平控制系统是一种车载系统,其主要功能是通过控制机电系统来实现车辆的自动调平。
该系统采用雷达传感器来检测车辆的倾斜角度,并根据检测结果控制机电系统来调节车辆的行驶姿态。
本文将对该系统的原理、结构和工作过程进行详细介绍。
1. 雷达传感器:该传感器安装在车辆的底部区域,能够实时监测车辆的倾斜角度。
当车辆出现倾斜的情况时,传感器会立即将检测结果上传给控制系统。
2. 控制系统:控制系统是该系统的核心部分,能够接收来自传感器的倾斜角度数据,并通过机电系统来实现车辆的自动调平。
控制系统包括控制器、电机和电磁阀等部分。
3. 机电系统:为了实现车辆的自动调平,该系统采用了机电系统作为控制手段。
机电系统包括电机、导轨、拉杆和舵机等部分。
雷达机电式自动调平控制系统的结构非常复杂,它包括传感器、控制系统和机电系统等部分。
下面将对这些部分进行详细介绍。
1. 传感器2. 控制系统3. 机电系统机电系统是该系统的执行部分,它负责将控制信号转化为动作,从而实现车辆的自动调平。
机电系统采用的是电机、导轨、拉杆和舵机等部分。
电机是整个系统的核心部件,能够产生动力输出,从而推动整个系统的运动。
导轨、拉杆和舵机等部件则是用来控制车辆的行驶方向和姿态角度的。
三、工作过程当车辆在行驶过程中发生倾斜时,传感器会实时将检测结果上传至控制系统。
控制器根据收到的数据来获取车辆的倾斜角度,并根据系统的设定值来控制电机和电磁阀等部分。
电机将控制信号转化为机械能输出,从而驱动导轨、拉杆和舵机等部件来调节车辆的姿态。
当车辆恢复平衡时,控制系统的工作也将停止。
机电式自动调平系统

a u t o ma t i c s u p p o r t i n g , p u t f o r wa r d s a n e w me t h o d o f f o u r — p o i n t s a u t o ma t i c l e v e l i n g , a n d a p p l y i t i n p r o j e c t . T h e a p p l i c a t i o n
El e c t r o me c ha n i c a l Au t o ma t i c Le ve l i n ̄ Sy s t e m
Li Gua ngwe i ,XU Xi nf a ng
(
Mi l i t a r y R e p r e s e n t a t i v e O f ic f e i n G u a n g y u a n Di s t r i c t , Gu a n g y u a n 6 2 8 0 1 7 , C h i n a )
李 广 伟 ,许 新 芳
( 驻 广 元地 区军事 代 表 室 ,四 川 广 元 6 2 8 0 1 7 )
摘 要 :针对 传 统 水平基 准采用 人 工 手动调 平 存在 的不足 ,对机 电式 自动调 平 系统 进行 研 究 。通过 对 自动 调平 原 理 和 方法 的分析 研 究 ,在 三 点 自动调 平 的基础 上 ,提 出 实现 四点 自动调 平 的新 思路 ,并在 工 程 实际 中进行 应 用 。应 用 结果表 明: 该方 法可 减 少 自动调 平 的时 间 ,提 高调平 精度 ,可推 广应 用 于 四点 以上 的多 点 自动调 平 系统 。 关键 词 :机 电式 自动调 平 ;三 点支 承 ;四 点支承 ;重 心 中图分 类号 :T J 8 1 O . 3 文 献标 志码 :A
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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X>0,Y<0时,撑腿A为最高点;X<0,Y<0时,撑腿B为最高点;X<0,Y>0时,撑腿C为最高点;X>0,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),根据水平传感器的信号,可以分别进行X轴和Y轴方向的调节。
如先进行X轴调节,其过程如下:撑腿A和D不动,撑腿B和C同时上升一定位移,即工作平台绕撑腿A和D为轴线旋转,撑腿B和C同时上升,上升的数值由控制系统根据水平传感器的X轴反馈值决定,直至X轴呈水平状态。
Y轴调节与X轴类似。
若工作台的X轴和Y轴调节成水平状态,则可认为工作台已处于水平状态。
4点调平的水平误差为q2=q12+q22,q1和q2分别为水平传感器的角度精度。
若两个传感器的控制精度都为δ时,则水平误差。
4点及多点调平设计面临的一个主要问题是虚腿现象,即有一个腿受力很小或者悬空,这在调平过程中是不能允许的。
当平台的负载均匀时,4个支撑点的受力应该均匀。
本系统设计的处理办法是把平台支撑起来后,先进行一次粗调平(设定一个粗精度),目的是使4个支撑点的受力比较接近。
然后,再按照系统设定的调平精度进行调平。
这样,调节的过程就中不会出现一腿受力过小(虚腿),从而有效的预防虚腿现象的出现。
硬件组成该自动调平系统硬件组成如图2所示。
系统主要由控制部分、水平传感器、压力传感器、伺服控制器、伺服电机及伺服电动缸等组成。
水平传感器(X、Y两个方向)测量车载平台的倾斜度,通过RS232串行口向控制部分发送X方向和Y方向的倾角数据,波特率采用9600bit/s。
本系统采用的水平传感器其测量精度(零位)为0±20",分辨率≤4",完全满足平台倾角测量和调平的要求。
压力传感器用于测量4个支撑脚承受的压力,测量范围0~9000kg,通过RS232串行口向控制部分发送压力数据,波特率采用9600bit/s。
控制部分主要由控制板、伺服驱动器和驱动接口单元组成。
控制板是控制部分的核心,主要由单片机、CPLD、多路DAC、多串口扩展电路、RS232电平转换电路、看门狗电路等组成。
当操作人员通过按键将控制指令发送到控制板,CPU读取水平传感器、压力传感器送来的数据进行判断并形成控制策略,产生控制信号由DAC送达伺服控制器,再控制驱动接口电路驱动某一路伺服电机运转,直至调平。
为了操作安全起见,整个调平运行过程通过声、光进行指示。
控制部分实时地将倾角、压力数据进行显示,方便操作人员监控。
本车载雷达平台调平过程具体分两个阶段完成。
第一阶段为架设阶段,即车载雷达到达阵地后,先控制四个支撑腿着地,进行落地检测。
系统通电后,操作人员只需按操作面板上的“架设”键,控制系统驱动伺服电机升支撑腿,同时检测各支撑腿是否着地,当某一支撑腿着地后停止该腿的升动作。
当四个支撑腿全部着地后,落地检测结束。
第二阶段为调平阶段。
操作人员按操作面板上的“调平”键,单片机读取水平传感器送来当前车载平台的倾斜度数据以及压力传感器送来的各支撑腿的受力数据,根据倾角数据和压力数据,按照控制策略驱动相应电机上升相应支撑腿,直至座车倾斜度达到雷达系统的要求。
系统程序工作流程本系统的工作流程框图如图3所示。
结语雷达自动调平系统是车载雷达的一个重要的组成部分,对提高雷达的测量性能,如目标角度的测量精度以及整机架设、撤收的速度等,起着决定性的作用。
本系统采用单片机和CPLD控制,应用交流伺服控制,大大提高了雷达天线架设时平台的水平精度和调整的时间,而且具有高可靠性和维护性好的特点。
PLC在自动调平系统系统中的应用收藏此信息打印该信息添加:用户发布来源:未知引言为保证平台稳定,被调平台有五条支腿,分别用5个执行元件控制其高度,以调整平台的水平度;用2个水平敏感元件检测其水平度,2个水平敏感元件垂直安装,分别用于检测平台前后方向的水平度和检测平台左右方向的水平度。
图1是被调平台与支腿和水平传感器安装示意图(图中未标出平台上的设备)。
图1 被调平台与支腿和水平传感器安装示意图5个调平支腿高度及2个水平敏感元件的输出,构成了五输入二输出的多输入输出系统,每一调平支腿高度变动,都有可能影响平台的水平度,因此它是一个强耦合的系统。
2 完全解耦的控制方法系统虽有5个输入,2个输出,但我们知道,三点决定平面,所以在调平控制量中有二个输入量是冗余量,只需选择平台重心在三支点构成的三角形内,控制这个三角形的三个支腿高度,即可实现调平;在调平结束后,再控制其余二个支腿着地即可。
所以实际系统应是三输入二输出系统,经过分析可以得到水平敏感元件的输出α与β是三个调平支腿高A、B 与C的函数:α=f1(A,B,C)β=f2(A,B,C)平台调平后,应得到α≤δ,β≤δ。
δ是一个允许的很小倾角。
A、B、C与α、β之间是强耦合的。
应用理论和实验方法都可得出其传递函数,设平台输入与输出关系表示如下:式中GNM是α、β对于A、B、C的传函;GNM中下标N=1、2代表水平敏感元件的输出α与β,M=1、2、3代表三支腿高A、B与C。
设有一个预补偿矩阵Kp(s)使(2)式成立。
式中KPQ中下标Q=1、2代表预补偿函数的二个输入α与β,P=1、2、3代表补偿传函的三个输出A、B与C。
若则可实现完全解耦。
为使完全解耦,必需求出k(S),并且按(4)式实时计算A、B和C,然后实施控制。
由(3)式解出k(S),代入(4)式并离散化(4)式,用计算机实时地计算出控制量A、B、C,就构成了快速自动调平系统。
然而k(S)不容易显式解得,(4)式的实时计算量大;以及当用伺服系统控制调平支腿的高度时,最少要有测量3个支腿高度的传感器和两个测量平台水平度的传感器,硬件电路相对复杂,开发时间长;这些因素都限制了完全解耦控制方法的使用。
| 3 剔除冗余量的解耦控制方法某些平台上的设备运行中不需实时调平,只要求开始工作前进行一次调平,对调平过程速度要求也不高。
这种平台的调平方法,可用剔除冗余量的解耦控制方法;将调平过程分两步进行,首先调平某个倾角使之达到水平要求之后,将其锁定,然后再去调另外一个倾角。
在第一步时,剔除了一个倾角及两个支腿的高,使控制系统变成了单入单出控制系统。
第二步剔除已调平了的倾角及相应的已完成调平任务的两个支腿。
这样第二步调平也变成了单入单出控制系统。
这种做法是一种剔除冗余量的解耦控制方法。
具体调平过程叙述如下:首先选择平台重心所在三支腿构成的三角形中的三个支腿;在平台未调平前,三个支腿连结成的三角形中,必有一条边的倾角最大,这条边是由最高与最低两支点的连线,与它平行的(或夹角最小的)水平敏感元件的输出最大,也即由此水平传感器测出的倾角最大,以此水平敏感元件的输出作被控量,以高度最低支腿的高为控制量,构成单入单出的闭环控制系统。
这时,虽然调整最低位置支腿高时,会同时影响两个倾角,但未被选用的水平传感器的倾角变化可在第二步时再调平,因此在第一步调平过程中,最高和次高支腿高作为冗余量被暂时剔除了,较小的倾角的输出也作为冗余量被剔除了。
第一步调平过程,直至此最大倾角被调平为止。
当此倾角调平后,以此水平线为轴,平台便成了“跷跷板”,在平台重心作用下,原次高支腿变成了新的最低支腿。
原倾角较小的传感器输出变成最大。
第二步,也以此时倾角最大的水平敏感元件的输出为被调量(另一水平敏感元件的输出已被调为零或一个允许的较小的倾角),以此时的最低支腿高度为控制量,其余二个输入和一个输出作为冗余量被剔除,再次构成一个单入单出的单闭环系统;为防止第二步调平破坏第一步已调平得到的“跷跷板”的水平轴线,在第二步调平时,首先要收起最低腿的对角支腿,使此支腿悬空;这样第二步调平过程就不会影响第一步调平的结果。
当此时的最大倾角的水平敏感元件输出变为零时,就表明平台已完全被调平了。
最后再将其余支腿放下着地使平台更稳定。
上述剔除冗余量的解耦控制方法算法简单,即当水平传感器输出超过要求时,接通最低位置支腿的电磁阀,调此支腿的高,直至水平传感器输出满足要求止。
控制算法中,确定电磁阀接通与否,只由水平传感器的输出决定,而不需要测出各调平支腿的高度,因此不需使用测量支腿高度的传感器。
且控制算法中只有一些逻辑判断,无需处理大量的数椐,适合用PL C实现。
4 用PLC控制自动调平系统用剔除冗余量的解耦控制方法的调平系统可用PLC实现。
用PLC控制的自动调平控制系统主要包含:水平检测器与控制支腿高度的电磁阀与液压缸等组成。
硬件框图如图2 自动调平控制系统的硬件结构框图下:图2中PLC输出经驱动电路控制电磁阀,电磁阀控制液压缸,液压缸控制支腿高度,液压缸上的液压继电器用于测量支腿是否着地;因为当支腿着地后液压缸压力升高,液压继电器接通。
水平传感器输出的水平倾角是模拟量,因此PLC除了要有用于控制液压缸的开关量输出模块,和用于接收液压继电器的开关量输入模块外,还要有模拟量输入模块。
某自动调平系统,自动调平工作过程如下:(1) 选择最大倾角(可能是“前后倾角”,也可能是“左右倾角”)方向首先调平。
(2) 判断最大倾角方向上支腿的高低,将低端的调平支腿升高;直至在此方向达到调平精度。
(3) 进行另一方向的调节,升高较低一端的调平支腿,同时,收回此方向上较高一端的调平支腿;(4) 达到两个调平方向的调平精度后,使辅助支腿着地、放稳;(5) 调平工作结束。
图3是自动调平控制程序框图。