[發(fā)明專利]一種減小吊放聲納液壓絞車水下分機擺動幅度的控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011336171.3
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112456361A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王成;王英民;王關(guān)峰;邱宏安
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B66D1/08
• 分類號: B66D1/08;B66D1/48;B66D1/54
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

本發(fā)明涉及一種減小吊放聲納液壓絞車水下分機擺動幅度的控制方法，屬于航空直升機液壓絞車探潛領(lǐng)域。包括角度傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、PWM輸出伺服閥驅(qū)動模塊、數(shù)字手柄、單片機和CPLD模塊；角度傳感器測量纜位角信息；CPLD模塊采集數(shù)字手柄的位移信號和旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號并送入單片機；單片機根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號計算纜長和纜速，對應(yīng)纜位角和纜長所要求的速度值產(chǎn)生相應(yīng)的PWM控制信號，并通過PWM輸出伺服閥驅(qū)動模塊對此信號進(jìn)行調(diào)理；最后以直流電壓信號的形式傳到絞車本體上的電液伺服閥，進(jìn)而控制絞車運行。本發(fā)明有效的減少被吊物體因擺動幅度過大造成的對吊放物體和絞車本身的損傷，提高了飛機和絞車的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空直升機液壓絞車探潛領(lǐng)域，具體涉及吊放聲納液壓絞車水下分機的控制方法。

背景技術(shù)

目前，現(xiàn)有的航空直升機提升被吊物時，在接近飛機艙口狀態(tài)(距離飛機艙口5米左右)下，由于受機身擺動和空中風(fēng)速影響，使得提升控制困難，容易出現(xiàn)被吊物擺動幅度過大，被吊物和電纜觸碰飛機喇叭口，損傷被吊物和電纜，造成飛機安全隱患，并且聲納員在操作時需頻繁俯身從飛機喇叭口觀察被吊物狀態(tài)，操作不便。

現(xiàn)有消擺控制技術(shù)多采用輸入指令濾波控制方法，對輸入加速度信號進(jìn)行濾波處理，其代價是跟蹤響應(yīng)速度的降低，即濾波作用普遍存在輸入指令的遲后影響，而且此種方案需要加裝加速度傳感器，不適用于吊放聲納液壓絞車系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種減小吊放聲納液壓絞車水下分機擺動幅度的控制方法，通過在原有絞車上加裝相應(yīng)的角度傳感器，重新設(shè)計控制電路并加入自動控制程序。可實現(xiàn)快速減少電纜的擺動幅度，自動控制被吊物提升。該方法能夠在保證穩(wěn)定可靠的前提下，簡單有效的減少電纜的擺動幅度。

技術(shù)方案

一種減小吊放聲納液壓絞車水下分機擺動幅度的控制系統(tǒng)，其特征在于包括角度傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、PWM輸出伺服閥驅(qū)動模塊、數(shù)字手柄、單片機和CPLD模塊；所述的角度傳感器測量纜位角信息并傳給單片機；所述的旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在絞車導(dǎo)向輪上；所述的CPLD模塊采集數(shù)字手柄的位移信號和旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號并送入單片機；所述的單片機根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號計算纜長和纜速；然后對應(yīng)纜位角和纜長所要求的速度值產(chǎn)生相應(yīng)的PWM控制信號，并通過PWM輸出伺服閥驅(qū)動模塊對此信號進(jìn)行調(diào)理；最后以直流電壓信號的形式傳到絞車本體上的電液伺服閥，進(jìn)而控制絞車運行。

本發(fā)明技術(shù)方案更進(jìn)一步的說：所述的PWM輸出伺服閥驅(qū)動模塊采用固定頻率方式，調(diào)節(jié)占空比的方式完成PWM脈寬調(diào)制功能，PWM信號經(jīng)過濾波放大調(diào)理后輸出加到電液伺服閥上。

本發(fā)明技術(shù)方案更進(jìn)一步的說：所述的數(shù)字手柄由控制桿和16位絕對值編碼器組成，精度滿足0.3°/檔，相當(dāng)于將單邊分成70檔，每檔對應(yīng)的速度0.07m/s；絕對值編碼器輸出的是一個串行數(shù)字信號。

本發(fā)明技術(shù)方案更進(jìn)一步的說：所述的單片機采用C8051F020微控制器，接收旋轉(zhuǎn)編碼器信號計算得到纜繩長度和纜繩上升速度；接收角度傳感器的電壓信號，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換計算得出纜位角，并判斷擺體的是否向外擺動；根據(jù)纜長、纜位角、電纜的擺動方向的信息，輸出不同占空比的PWM信號。

本發(fā)明技術(shù)方案更進(jìn)一步的說：所述的CPLD模塊的型號為EPM7128S-100，將16位絕對值編碼器輸出的串行信號轉(zhuǎn)換成并行信號輸入到單片機中進(jìn)行速度設(shè)定。

一種減小吊放聲納液壓絞車水下分機擺動幅度的控制方法，其特征在于：角度傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器采集液壓絞車電纜的纜長和角度以及數(shù)字手柄輸入的位移信號傳輸給單片機，計算得到液壓絞車運行速度值，將根據(jù)對應(yīng)纜位角±10°、±5°、±1°和纜長10米、5米、1米信息的不同情況對吊放重物提升速度值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；最終產(chǎn)生相應(yīng)的PWM控制信號，對此信號進(jìn)行調(diào)整，以直流電壓信號的形式傳到絞車上的電液伺服閥，從而控制絞車運動。