[發明專利]一種基于多級電動缸的起豎控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201710485856.6
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107272747A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 高潤鵬;王鵬飛;楊慧敏;聶光瑋;趙濱;李建冬
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙)11386
• 代理人: 龐許倩,馬東偉

1.一種基于多級電動缸的起豎控制系統，其特征在于，所述系統包括多級電動缸裝置、數據采集控制裝置、角度傳感器1、角度傳感器2和起豎裝置；

所述多級電動缸裝置的上支點與起豎裝置連接，下支點與發射車車體連接；所述多級電動缸裝置的轉軸與角度傳感器1的轉軸同軸連接；所述角度傳感器2的轉軸同軸安裝在起豎裝置的回轉軸上；

所述角度傳感器2的輸出端與數據采集控制裝置的輸入端連接；所述數據采集控制裝置的輸出端及角度傳感器1均與多級電動缸裝置的輸入端連接。

2.根據權利要求1所述基于多級電動缸的起豎控制系統，其特征在于，所述多級電動缸裝置包括多級電動缸缸體、電機和電機驅動器；所述電機的轉軸與多級電動缸缸體的中心軸和角度傳感器1的轉軸均同軸連接；

所述電機驅動器的輸入端與數據采集控制裝置的輸出端及角度傳感器1連接；所述電機驅動器的輸出端與電機的輸入端連接。

3.根據權利要求2所述基于多級電動缸的起豎控制系統，其特征在于，所述數據采集控制裝置包括計算機、數據采集卡和運動控制卡；所述數據采集卡和運動控制卡安裝于計算機中；所述運動控制卡的輸出端與電機驅動器的輸入端連接；所述角度傳感器2的輸出端與數據采集卡的輸入端連接。

4.根據權利要求3所述基于多級電動缸的起豎控制系統，其特征在于，所述多級電動缸裝置用于驅動起豎裝置實現起豎和回平動作，其中多級電動缸缸體用于驅動起豎裝置實現起豎或回平動作，電機用于旋轉驅動多級電動缸缸體做直線運動，電機驅動器用于驅動電機旋轉；

所述數據采集控制裝置中的計算機用于數據計算，數據采集卡用于采集角度傳感器2的角度數據，運動控制卡用于控制電機；

所述起豎裝置用于固定待發射裝置；

所述角度傳感器1用于電機旋轉圈數和旋轉角度的測量；

所述角度傳感器2用于測量起豎裝置的角度。

5.根據權利要求1-4中任一項所述基于多級電動缸的起豎控制系統，其特征在于，所述角度傳感器1為多圈光電編碼器或旋轉變壓器。

6.一種利用權利要求1-5中任一項所述系統的基于多級電動缸的起豎控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟一、搭建所述基于多級電動缸的起豎控制系統；

步驟二、啟動電源供電；

步驟三、根據起豎時間、起豎過程加速度要求及負載狀況，規劃起豎角度、起豎速度和推力，控制多級電動缸裝置做直線運動驅動起豎裝置起豎。

7.根據權利要求6所述基于多級電動缸的起豎控制方法，其特征在于，所述步驟三具體包括：

步驟3.1、根據起豎時間、起豎過程加速度要求及負載狀況，規劃起豎角度-推力曲線和起豎角度-起豎速度曲線；

步驟3.2、所述多級電動缸裝置驅動起豎裝置從0°開始起豎；

步驟3.3、起豎過程中，通過數據采集卡讀取角度傳感器2數據獲取當前起豎角度，計算機根據步驟3.1所述起豎角度-推力曲線和起豎角度-起豎速度曲線讀取當前起豎角度對應的推力和起豎速度；計算機根據所述推力和起豎速度計算確定在當前起豎角度下電機的理論轉矩和轉速；

步驟3.4、計算機將所述步驟3.3電機的理論轉速輸入給運動控制卡，角度傳感器1將電機的實時轉速反饋給運動控制卡，所述運動控制卡將電機的理論轉速和實時轉速進行對比計算，根據計算結果向電機驅動器輸出轉速控制信號；

計算機將所述步驟3.3電機的理論轉矩輸入給運動控制卡，所述運動控制卡向電機驅動器輸出轉矩控制信號；

步驟3.5、電機驅動器將步驟3.4所述轉速控制信號和轉矩控制信號放大后輸出給電機；

步驟3.6、電機按照步驟3.4所述放大信號改變轉速和轉矩旋轉驅動多級電動缸缸體伸出做直線運動，推動起豎裝置起豎；

步驟3.7、當起豎角度到達90°時，停止起豎過程，所述電機停止旋轉，所述多級電動缸缸體停止伸出。

8.根據權利要求6或7所述基于多級電動缸的起豎控制方法，其特征在于，起豎角度為0度～15度時，多級電動缸裝置采取低速大推力伸出；起豎角度為15度～40度時，多級電動缸裝置采取中速中推力伸出；起豎角度為40度～質心外翻點角度，多級電動缸裝置采取高速小推力；起豎角度超過質心外翻點角度后，多級電動缸裝置推力變拉力，起豎角度超過質心外翻點角度～85度，多級電動缸裝置采取中速小拉力；起豎角度為85度～90度，多級電動缸裝置采取低速中拉力。