[發明專利]自動調平系統的控制方法

無效

• 申請號: 200810037838.2
• 申請日: 2008-05-22
• 公開（公告）號: CN101280875A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 翁新華;湯君茂;孔祚;鄔昌茂;甘志梅
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F16M3/00
• 分類號: F16M3/00;G05D3/10
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種自動控制技術領域的方法，具體的說，是一種自動調平系統的控制方法，用于控制移動載體的水平調整。

背景技術

為了防止重型設備的移動載體在地面不佳的狀況下傾覆，或為了給重型設備提供一個平穩的工作平臺，往往需要把某一重型設備的移動載體精確地調整到水平位置。隨著自動控制技術的發展，自動調平系統已經逐步得到應用。自動調平系統要求調平速度快，調平精度高，系統性能穩定，而這些要求與系統的控制方法緊密相連，因此自動調平的關鍵技術在于調平控制方法。

現今的控制方法主要是采取“只升不降”的方式。因為控制支腿的液壓電磁閥換向需要時間，而且支腿收縮時平臺震動遠大于支腿伸長時的震動，所以“只升不降”的控制方式在自動調平的控制中得到普遍應用?！爸簧唤怠钡目刂品椒ㄖ杏职瑑煞N方案：單腿調整和多腿調整。單腿調整即調整其中一個支腿到預定點，而其它支腿保持不動。多腿調整即多個支腿都同時運動，調整到預定點。采用多腿調整速度快，但控制復雜。由于液壓系統平均分流較難實現，因此很難保持各個支腿的下降速度相同。且四點支撐的工作平臺是一剛性結構，其平衡處于靜不定狀態，多點調整時因每個支腿的位移、速度均不相同，四個支腿的運動相互制約，具體控制算法難以實現，且由于每個撐腿的受力不一致而容易發生伺服電機過載。采用單腿調整控制算法簡捷，但存在控制耦合，即調整一個支腿會同時影響X和Y方向的傾斜度，而且調平耗時較長。不論是單腿調整還是多腿調整，它們都存在一些共同的技術難點。1.調平模型的建立。需要建立各個支腿間的高度差理論。2.支腿速度的控制。需要控制支腿下降指定的高度，誤差要求較高。3.控制元件和執行元件的延遲處理。需要克服系統的慣性。4.調平精度的控制。需要分析影響精度的因素且需要找出提高精度的方法。5.算法的收斂性。需要保證在支腿的行程范圍內達到調平精度要求，且盡量避免調平的重復性，即盡量提高調平的速度。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利申請號為：94104847.0，發明名稱為：“工程車支腿調平方法及調平系統”。該專利采用的是多腿調整。在實際的應用當中存在以下不足：1.采用多腿調整，多個支腿的下降位移和速度較難控制。由于采用的是液壓油缸支腿，且沒有位移或速度的反饋設備，故無法保證一排支腿同時下降相同的高度，所以在支腿的行程范圍內可能無法達到預定調平精度，即自動調平可能出現不收斂的情況，其調平精度也比較低。2.采用控制電路，一旦制作好，則不易調整或更改，所以適用性差，由于控制受限于硬件電路，沒有嚴謹的控制算法，故無法保證調平精度和調平的收斂性，調平效率不高，系統穩定性差。3.采用特制非標準多位換向閥，互換性差，適用性差。4.采用手動微調，調平精度不高，自動化程度不高。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，提供了一種自動調平系統的控制方法，使移動載體的調平模型簡單，控制算法簡捷，收斂性好。實驗表明調平精度小于3′，調平時間(即橫向支腿自動伸出，豎直支腿自動著地，輪胎自動抬起，移動載體平臺自動調平這四個過程的總耗時)小于2min，移動載體平臺自動調平過程中支腿動作的次數少于6次。而且系統自動化程度高，系統性能穩定，適應性好，通用性強，能滿足大多數移動載體的調平需求。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括如下步驟：

第一步，橫向支腿依次自動伸出；

第二步，豎直支腿依次自動伸出直至著地；

第三步，豎直支腿依次自動升高使輪胎脫離地面；

第四步，豎直支腿停止若干秒(t_止)；

第五步，自動調平準備階段。根據X、Y方向角度α、β的大小判斷出最低腿，計算出調平效果參數s=α2+β2.]]>