[發明專利]一種平臺式水平面平面運動機構的控制方法

有效

• 申請號: 201310567794.5
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103645666A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 勵勛芳;吳俊
• 申請（專利權）人: 上海諸光機械有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;B63B9/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 張民華

技術領域

本發明涉及船舶模型試驗的設備及其控制方法，尤其涉及一種用于測量船舶模型運動性能的平面運動機構的控制方法。

背景技術

平面運動機構廣泛應用于船舶、飛機、機器人的運動性能試驗，是造船工業和造船科學研究進行水池船模搖蕩試驗的基礎設施。中國發明專利申請“平臺式水平面平面運動機構”（中國發明專利申請號200910053196.X，公開號CN?101920764A）公開了一種平臺式水平面平面運動機構，包括與輔助拖車連接的機構框架，直線軸承、滾輪軸承、滾珠絲杠、橫蕩伺服電機，編碼器、橫蕩框架通過直線軸承和滾輪軸承與機構框架相連組成橫蕩部件。復合軸承、蝸輪蝸桿、圓周導軌、首搖伺服電機、編碼器、連接板通過蝸輪蝸桿與橫動框架相連組成首搖部件。調節前后連接桿之間距離的正反螺桿，調節連接桿長度的梯形螺桿，前后連接桿上部與連接板相連，下部通過接頭、測力天平、與船模相聯。橫蕩運動部件采用直線軸承和滾輪軸承組成的直線運動導軌剛性強，穩定性好，振幅大、精度高。首搖運動部件采用復合軸承和圓周導軌、蝸輪蝸桿組成的旋轉機構，轉動平穩，轉角范圍大，轉矩大，自鎖性好，精度高。前后連接桿之間距離和長度采用正反螺桿、梯形絲杠調節，方便準確，適用各種規格的船模。該運動機構雖然解決了現有的船舶水池平面運動機構橫蕩振幅小，液壓驅動體積大，結構復雜的問題，但運動機構的精確控制問題仍然需要解決。

發明內容

本發明的目的是要提供一種平臺式水平面平面運動機構的控制方法，可以利用PLC主機的精確定位控制功能實現運動機構工作狀態的精確控制。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種平臺式水平面平面運動機構的控制方法，所述的平臺式水平面平面運動機構包括橫蕩運動部件和首搖運動部件，以及由PLC主機、橫蕩運動部件驅動單元、首搖運動部件驅動單元、模數轉換模塊和觸模屏組成的控制裝置，其特征在于所述的控制方法包括以下步驟：

S010：根據船模首搖運動和橫蕩運動的搖蕩振幅與頻率，計算首搖運動部件和橫蕩運動部件的驅動脈沖時間序列，建立控制參數表；

S020：檢測首搖運動部件和橫蕩運動部件的零位狀態，若首搖運動部件和/或橫蕩運動部件遠離零位狀態，則執行手動正轉或反轉操作，使首搖運動部件和橫蕩運動部件靠近零位；

S030：執行復位操作，使首搖運動部件和橫蕩運動部件回復零位，船模恢復初始位置；

S100：選擇船模運動模式，若為橫蕩運動模式，轉步驟S110；否則，轉步驟S150；

S110：讀取控制參數表，獲取橫蕩運動模式的控制參數，生成橫蕩運動部件的脈沖時序表；

S120：橫蕩運動部件驅動單元通過橫蕩脈沖發生器，按照脈沖時序表發送脈沖序列；

S130：通過橫蕩旋轉編碼器反饋，橫蕩運動部件驅動單元的橫蕩伺服電機帶動橫蕩運動部件往復運動；

S140：通過橫蕩位置反饋器采樣并計算橫蕩運動部件的實際位置，反饋到PLC主機，控制船模實現橫蕩運動；

S150：讀取控制參數表，獲取首搖運動模式的控制參數，生成首搖運動部件的脈沖時序表；

S160：首搖運動部件驅動單元通過首搖脈沖發生器，按照脈沖時序表發送脈沖序列；

S170：通過首搖旋轉編碼器反饋，首搖運動部件驅動單元的首搖伺服電機帶動首搖運動部件繞轉軸擺動；

S180：通過首搖角度反饋器采樣并計算首搖運動部件的實際位置，反饋到PLC主機，控制船模實現首搖運動。

本發明的平臺式水平面平面運動機構的控制方法的一種較佳的技術方案，其特征在于還包括以下步驟：

S200：選擇平面運動機構的運動方式，若選擇連續運動方式，則轉步驟S100自動連續運行；否則，轉步驟S210執行手動單次運行；

S210：通過觸摸屏輸入首搖角和/或橫蕩位置；

S220：橫蕩運動部件驅動單元根據橫蕩振幅確定脈沖發送速率和數量，發送脈沖序列；首搖運動部件驅動單元根據首搖角確定脈沖發送速率和數量，發送脈沖序列；

S230：通過橫蕩旋轉編碼器反饋，橫蕩運動部件驅動橫蕩伺服電機，帶動橫蕩運動部件到達預定位置；通過首搖旋轉編碼器反饋，首搖運動部件驅動單元驅動首搖伺服電機，帶動首搖運動部件到達預定位置；

S240：通過橫蕩位置反饋器采樣，計算橫蕩運動部件的實際位置，通過首搖角度反饋器采樣，計算首搖運動部件的實際首搖角，控制船模準確定位到預定的首搖角和/或橫蕩位置。