[發明專利]一種數控油缸的閉環累進控制的方法

有效

• 申請號: 201410133880.X
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103940303A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 郝欣偉;劉懿敏;王真真;蘇娟;李志超;安晨亮;顧銀芳;鄭國梁;顧長明;秦靜宇;馬超
• 申請（專利權）人: 北京航天發射技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: F42B15/01
• 分類號: F42B15/01
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 李云鵬

技術領域

本發明屬于機電控制技術領域，更具體地，涉及一種利用步進電機和位移傳感器進行數控油缸的閉環累進控制的方法。

背景技術

導彈發射前需完成彈筒的對接和裝填，面對導彈武器系統實戰化要求，提高導彈裝筒的快速性、可靠性和自動化水平（自動檢測、一鍵操控）是未來發展的主要方向。傳統的大型筒狀結構件的對接，采用人工測量、調整的方法，效率較低，對操作人員依賴性強。為保證安全性和可靠性要求，設置了多個人工檢測、操作環節，操控流程復雜，一個完整的工作流程需要多人配合操作，耗時較長。

為了提高對接的快速性和易操作性，采用自動調姿對中控制系統將傳感器技術、自動控制技術、數控油缸閉環控制技術應用于大型結構件對接過程控制，采用光、機、電、液一體化設備，實現自動檢測大型筒狀結構件間相對位置偏差，并進行分析解算及控制執行機構運動，實現大型筒狀結構件在四個自由度方向上的姿態快速調整及快速精確對中。有效避免了原有人工操作方式的缺陷，使產品的性能和技術水平上了一個新臺階，使產品技術水平和性能上了一個新臺階，尤其在使用性方面獲得了重要突破，在大型結構件調姿對中、對接領域具有廣泛的推廣意義。其中，自動對中的核心難點為圓心對中，這就要求在位姿控制過程中，數控油缸能夠精確、可靠動作。由此，需要一種閉環累進控制方法，以實現導彈裝填工況下單個數控油缸的累進式可靠運動。

發明內容

為了滿足現有技術中的需要，實現單個數控油缸的累進式可靠控制，以能夠輔助實現導彈裝填系統對中自動調姿控制策略，本發明提供了一種利用步進電機和位移傳感器進行數控油缸的閉環累進控制的方法，所述步進電機與數控油缸連接，用于通過對數控油缸轉角位置的控制，使一種利用步進電機和位移傳感器進行數控油缸的閉環累進控制的方法數控油缸缸桿伸出；所述位移傳感器用于檢測數控油缸的缸桿伸出長度，作為該缸桿的絕對位移給予輸出；包括如下步驟：

（1）計算分次累進運動的運動次數和剩余距離；

（2）根據所述運動次數和剩余距離，驅動數控油缸的缸桿運動：

（3）停機。

進一步地，所述步驟（1）進一步包括：

（1.1）設數控油缸的缸桿在步進電機的控制下，完成單次運動的位移為W，期望的位移為X；

（1.2）計算運動次數和剩余距離：運動次數=X/W之商的整數部分N，剩余距離=X-W×N。

進一步地，所述步驟（1.1）之前，還包括判斷油缸是否已到達極限位移，并且要繼續向極限方向運動。

進一步地，所述步驟（2）進一步包括：

（2.1）若運動次數大于0，則驅動步進電機實現數控油缸的缸桿進行分次累進運動；所述累進運動的每一次中，步進電機均驅動數控油缸的缸桿完成單次運動的位移，然后計算累進誤差并使運動次數減1，還累加所述傳感器檢測到的缸桿的絕對位移到累進位移值，以實現數控油缸的閉環累進控制；判斷累進誤差是否在預設誤差范圍內：若不在預設誤差范圍內，則報警停機；若在預設誤差范圍內且運動次數不為0，則繼續驅動步進電機完成一次累進運動；若在預設誤差范圍內且運動次數為0，則進入步驟（2.2）；

（2.2）若運動次數為0，則驅動步進電機實現數控油缸的缸桿運動所述剩余距離，并計算累進誤差；判斷累進誤差是否在預設誤差范圍內：若在預設誤差范圍內，表示全部距離累進完畢，則給出控制成功的提示并停機；若不在預設誤差范圍內，則報警停機；

進一步地，所述計算累進誤差計算方法為：

累進誤差=（相對步進電機步數值+n次累進的總相對步數值）-（當前步數值-起始步數值），其中：

相對步進電機步數值=剩余距離/步進電機的步進步長，

n次累進的總相對步數值=累進位移值/步進電機的步進步長，

當前步數值和起始步數值分別為所述驅動電機在此時的步數值和在計算分次累進運動的運動次數和剩余距離之前的步數值。

進一步地，所述步驟（1）之前還包括：

設置并初始化累進位移值。

進一步地，所述累進誤差要求在W±E內，其中E為預設的極限誤差。

進一步地，如全部距離累進完畢，則等待結束時間T’后，再檢測累進誤差是否在±E內。

進一步地，還包括對數控油缸的期望位移的約束條件：以位移傳感器中位作為參考零點，設位移傳感器當前值為A，油缸輸入的調整量為B，則當│A+B│＞數控油缸的缸桿的極限位移時，停機報錯，其中A、B均為向量。

本發明具有如下有益效果：