[發(fā)明專利]履帶式機械設(shè)備直線行走控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210007193.4
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102566573A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉東;陳彥杰;張利;蔣啟龍;胡基士;陳路;徐樂;楊強
• 申請（專利權(quán)）人: 成都市新筑路橋機械股份有限公司;西南交通大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種履帶式機械設(shè)備直線行走控制方法。

背景技術(shù)

履帶式機械設(shè)備(如攤鋪機，挖掘機等)通常都是通過驅(qū)動輪帶動履帶行進。以攤鋪機為例，驅(qū)動輪有效輪徑包含驅(qū)動輪直徑、驅(qū)動輪與履帶齒條接觸縫隙、以及履帶橡膠厚度。由于履帶式機械設(shè)備兩側(cè)驅(qū)動輪的輪徑本身存在微小差異，又由于履帶式機械設(shè)備的重心位置不一定會在機器的中軸線上，致使左右兩側(cè)履帶的承載質(zhì)量不同，導(dǎo)致兩側(cè)履帶齒輪接觸縫隙和橡膠墊的壓縮量不同，多種因素造成兩側(cè)驅(qū)動輪有效輪徑存在差異，這種差異會對履帶式機械設(shè)備的直線行駛帶來影響。履帶式機械設(shè)備的實際行進速度是驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速和有效輪徑的乘積，由于兩側(cè)履帶驅(qū)動輪的有效輪徑存在差異，兩側(cè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速相同并不能保證兩側(cè)的實際行進速度一致。同樣，保證左右驅(qū)動輪累積轉(zhuǎn)動角度相同的辦法并不能解決履帶式機械設(shè)備直線行駛時跑偏的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供了一種履帶式機械設(shè)備直線行走控制方法，通過引入糾偏系數(shù)消除左右兩側(cè)履帶機械尺寸差異造成的行走偏差，并在原有速度閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上疊加外部里程差比例糾偏，通過比例控制器給出調(diào)整側(cè)履帶的速度調(diào)節(jié)量。整個控制過程簡單可靠，調(diào)節(jié)效果好。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種履帶式機械設(shè)備直線行走控制方法，包括如下步驟：

第一步、通過速度給定設(shè)備給定左、右的初始行走速度，處理器CPU通過接口設(shè)備讀取當(dāng)前的兩側(cè)速度設(shè)定值并保存；

第二步、在左、右履帶驅(qū)動設(shè)備上分別安裝速度傳感器，用于采集左、右行駛馬達的行走路程，CPU讀取到左右履帶的速度數(shù)據(jù)后，再調(diào)用兩側(cè)履帶對應(yīng)的速度控制模塊，速度控制模塊將左、右速度值分別和初始給定的左、右行走速度進行比較，得出左、右行駛馬達的修正速度，經(jīng)過增益轉(zhuǎn)換后輸出為執(zhí)行器件可以接受的信號，然后使得左右兩側(cè)履帶按照調(diào)節(jié)后的修正速度運行；

第三步、對左、右速度傳感器數(shù)據(jù)進行累加，從而計算出左、右履帶的行走路程增量，并將左履帶的行走路程增量乘以糾偏系數(shù)后和右履帶的行走路程增量進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進行判斷：當(dāng)二者的差超出預(yù)先設(shè)定的范圍時，則將比較結(jié)果輸入給比例調(diào)節(jié)器，求出糾偏控制量，并據(jù)此對右行駛馬達的設(shè)定速度進行調(diào)節(jié)。

所述糾偏系數(shù)的測量方法包括如下步驟：?

首先，設(shè)定左、右履帶速度給定值，并在左履帶速度給定值上多加一個脈沖，用以保障左履帶行進脈沖累積大于右履帶行進脈沖累積；

其次，開動機器并對接地履帶的邊沿進行標(biāo)記，用以判斷是否跑出直線：如果未跑出直線，則修改左、右履帶速度給定值，直至履帶式機械設(shè)備跑出一條直線；

最后，在跑出直線后，根據(jù)左、右履帶的行進脈沖累積量按如下公式計算出糾偏系數(shù)：糾偏系數(shù)=右側(cè)脈沖累積量/左側(cè)脈沖累積量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：

通過將當(dāng)前右側(cè)脈沖傳感器里程增量與當(dāng)前左側(cè)脈沖傳感器里程增量乘以糾偏系數(shù)的值相比較，其差值經(jīng)過比例控制器得出糾偏調(diào)節(jié)量，把此調(diào)節(jié)量疊加在右側(cè)速度設(shè)定值上，再經(jīng)過速度閉環(huán)控制系統(tǒng)最終改變右側(cè)里程增量值，使得右側(cè)里程與乘上糾偏系數(shù)的左側(cè)里程一致。這種控制方法可以消除由于兩側(cè)有效驅(qū)動機械尺寸不一致以及兩側(cè)驅(qū)動速度偏差造成的行走直線度偏差。本發(fā)明控制結(jié)構(gòu)簡單，糾偏效果良好，可以不改變原有速度閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，達到直線行駛糾偏的目的，提高了履帶式機械設(shè)備的行走直線性能。

具體實施方式

一種履帶式機械設(shè)備直線行走控制方法，包括如下步驟：

第一步、通過速度給定設(shè)備給定左、右的初始行走速度，處理器CPU通過接口設(shè)備讀取當(dāng)前的兩側(cè)速度設(shè)定值并保存；

第二步、在左、右履帶驅(qū)動設(shè)備上分別安裝速度傳感器，用于采集左、右行駛馬達的行走路程，CPU讀取到左右履帶的速度數(shù)據(jù)后，再調(diào)用兩側(cè)履帶對應(yīng)的速度控制模塊，速度控制模塊將左、右速度值分別和初始給定的左、右行走速度進行比較，得出左、右行駛馬達的修正速度，經(jīng)過增益轉(zhuǎn)換后輸出為執(zhí)行器件可以接受的信號，然后使得左右兩側(cè)履帶按照調(diào)節(jié)后的修正速度運行；

第三步、對左、右速度傳感器數(shù)據(jù)進行累加，從而計算出左、右履帶的行走路程增量，并將左履帶的行走路程增量乘以糾偏系數(shù)后和右履帶的行走路程增量進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進行判斷：當(dāng)二者的差超出預(yù)先設(shè)定的范圍時，則將比較結(jié)果輸入給比例調(diào)節(jié)器，求出糾偏控制量，并據(jù)此對右行駛馬達的設(shè)定速度進行調(diào)節(jié)，從而減小兩側(cè)的真實里程偏差，達到直線行走糾偏的目的。