[發明專利]一種靜態傾斜試驗臺控制系統

在審

• 申請號: 201610746765.9
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN107796621A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 許亞夫
• 申請（專利權）人: 許亞夫
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種靜態傾斜試驗臺控制系統，適用于機械領域。

背景技術

傾斜試驗臺主要用于測試發動機在模擬真實道路坡度各種傾角狀態下的性能指標，為發動機的設計和定型提供重要的數據基礎。筆者研制的傾斜試驗臺主要工作在穩定狀態，試驗臺傾斜到指令角度后，在保載狀態下進行發動機的測試，所以稱為靜態傾斜試驗臺。傾角分別為x軸方向±30°和y軸方向±35°，兩個軸向轉角基本不存在耦合。

并聯結構形式最早由D.Stewart于1965年提出。該運動結構形式同串聯結構相比具有優越性。但是由于并聯機構解的多樣性的特點，控制起來相對復雜，必須求解機構的輸入與輸出構件的位置關系。

發明內容

本發明提出了一種靜態傾斜試驗臺控制系統，系統采用油缸活塞位置、上下腔壓力差雙閉環復合控制結構，并采用雙閉環復合控制結構，提高了系統的伺服剛度，使系統對干擾的抑制增強。

本發明所采用的技術方案是。

所述傾斜試驗臺控制系統由機械和電氣控制兩部分組成。考慮到負載的體積和重量，機械部分以液壓油缸為主要驅動器件。

所述電氣控制部分包括上位計算機、下位計算機、保護控制電路、數據采集單元等。

所述控制系統在位置閉環內采取增加油缸壓力閉環的方法，利用反饋校正將系統靜態增益和中頻段帶寬設計分開處理，既提高了閉環系統的剛度，減小了跟蹤誤差，抑制了干擾的影響，又壓低了系統帶寬，減少了電磁噪聲和山液壓阻抗引起的液壓脈動對控制系統精度的影響，滿足系統的魯棒性要求。

所述利用三點確定一個平面的兒何原理，放開2號油缸，即僅對2號缸做壓力閉環而不做位置閉環，將壓力閉環的給定值設為一個常量，使放開油缸活塞的伸長量隨臺面的限制變化。通過實驗，當壓力給定值為0.2MPa時，系統運行平穩，受力狀況明顯改善，每個液壓油缸受力均勻。記錄該參數下四個方向平臺實際工作過程液壓油缸活塞走過的位移曲線。訓練完成后，對記錄的實際曲線進行平滑處理，濾除噪聲干擾的影響。最后，用修正后的角度位置轉換關系進行控制，將2號油缸活塞位移量閉環，由壓力和傾角傳感器可以看到油缸受力狀況良好，傾斜角度控制在系統要求的誤差范圍。

本發明的有益效果是：該控制系統在滿足靜態精度要求的前提下，有效地限制了電氣噪聲和液壓脈動的影響，滿足角度誤差要求，平臺受力狀況良好。

附圖說明

圖1是本發明的電氣控制部分。

圖2是本發明的單個油缸控制系統原理。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，傾斜試驗臺控制系統由機械和電氣控制兩部分組成。考慮到負載的體積和重量，機械部分以液壓油缸為主要驅動器件。

電氣控制部分包括上位計算機、下位計算機、保護控制電路、數據采集單元等。

設計一個控制系統，首先要考慮系統的輸入信號，即系統的最終控制量。對于傾斜試驗臺系統而言，輸入信號是臺面的傾斜角度。但是，實際物理系統是七連桿的機械結構，該平臺結構山平臺、地基、液壓缸、拉桿和球鉸組成。上平臺與基座之間山液壓缸連接，上平臺側部山限制拉桿與地基連接，通過液壓缸活塞的直線運動實現上平臺的三個自山度的空間姿叔上下、俯仰、橫滾。

如圖2，控制系統在位置閉環內采取增加油缸壓力閉環的方法，利用反饋校正將系統靜態增益和中頻段帶寬設計分開處理，既提高了閉環系統的剛度，減小了跟蹤誤差，抑制了干擾的影響，又壓低了系統帶寬，減少了電磁噪聲和山液壓阻抗引起的液壓脈動對控制系統精度的影響，滿足系統的魯棒性要求。

利用三點確定一個平面的兒何原理，放開2號油缸，即僅對2號缸做壓力閉環而不做位置閉環，將壓力閉環的給定值設為一個常量，使放開油缸活塞的伸長量隨臺面的限制變化。通過實驗，當壓力給定值為0.2MPa時，系統運行平穩，受力狀況明顯改善，每個液壓油缸受力均勻。記錄該參數下四個方向平臺實際工作過程液壓油缸活塞走過的位移曲線。訓練完成后，對記錄的實際曲線進行平滑處理，濾除噪聲干擾的影響。最后，用修正后的角度位置轉換關系進行控制，將2號油缸活塞位移量閉環，由壓力和傾角傳感器可以看到油缸受力狀況良好，傾斜角度控制在系統要求的誤差范圍。