一种基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法及系统，系统包括阵面负载、俯仰编码器、左电动缸、右电动缸、倒伏机构控制盒和倒伏机构座。方法为：电动缸缓慢加速，到达额定速度后按照额定转速进行匀速运动；当阵面倒伏机构启动完成，进入平稳运动阶段后，控制器根据预设的控制策略调节规划阵面倒伏机构电动缸路径；控制器实时检测和判断电动缸行程，选择运动较慢的电动缸的行程作为参考行程，实时调整行程差回到安全阈值内；电动缸上部及下部分别安装有限位开关，驱动器模块设置电流安全阈值，保证阵面倒伏机构安全平稳的运行。本发明专利技术能够确保双电动缸能够均匀出力，协同工作，保证阵面倒伏机构安全平稳的运行，算法简单，适用性强。适用性强。适用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及伺服控制
，特别是一种基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法及系统。

技术介绍

[0002]作为直行程电动缸执行器之一的伺服电动缸是随着现代工业的发展而逐步发展起来的基础部件。电动缸是集成的高性能直线动作器，可将电机的旋转运动转化为直线运动，能够实现精确的位置和速度控制。由于其优良的性能及可靠的品质，已逐步在工业级国防等领域得到广泛应用，具有良好的市场前景。
[0003]车载阵面倒伏机构由于设备安装高度及负载的要求，采用双电动缸协同的工作方式。电动缸分别安装在阵面两侧，便于拆装与维护，且设备高度相对于普通的底部安装大大降低，具有体积小，负载能力强的特点。但电动缸个体之间的差异引起的动态性能不一致，必然会导致倒伏机构的左电动缸、右电动缸在工作过程产生行程差，对协同一致性造成影响，行程差过大会导致电动缸出力不均、甚至卡死变形，损坏设备，简单的控制策略不能满足控制及安全性需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种能够的阵面倒伏机构控制方法，确保双电动缸能够均匀出力，协同工作，保证倒伏机构安全平稳运行。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法，所述阵面倒伏机构包括阵面负载、俯仰编码器、左电动缸、右电动缸、倒伏机构控制盒和倒伏机构座；所述左电动缸、右电动缸对称安装在阵面负载两侧，倒伏机构控制盒包括控制器及驱动器模块，对外与俯仰编码器、电动缸连接；所述控制方法包括以下步骤：
[0006]步骤1、设备开始工作时，倒伏机构控制盒的控制器发送指令控制左电动缸、右电动缸加速，同时根据实时的角度误差判定左电动缸、右电动缸运行速度，到达额定速度后按照额定转速进行匀速运动；
[0007]步骤2、当阵面倒伏机构启动完成，进入平稳运动阶段后，倒伏机构控制盒的控制器根据预设的控制策略调节左电动缸、右电动缸的行程设定值，规划阵面倒伏机构左电动缸、右电动缸的路径；
[0008]步骤3、倒伏机构控制盒的控制器实时检测和判断左电动缸、右电动缸的行程及行程差，设置工作阈值和安全阈值双重判断，利用路径规划选择运动较慢的电动缸的行程作为参考行程，实时调整行程差回到安全阈值内，并在行程差大于安全阈值时发出告警警报，保证设备安全；
[0009]步骤4、左电动缸、右电动缸的上部分别安装上限位开关、下部分别安装下限位开关，防止损坏设备；
[0010]步骤5、倒伏机构控制盒的驱动器模块设置电流安全阈值，避免卡死风险避免设备
损坏。
[0011]一种基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制系统，包括阵面负载、俯仰编码器、左电动缸、右电动缸、倒伏机构控制盒和倒伏机构座；所述左电动缸、右电动缸对称安装在阵面负载两侧，倒伏机构控制盒包括控制器及驱动器模块，对外与俯仰编码器、电动缸连接；
[0012]所述倒伏机构控制盒的功能包括以下几个部分：
[0013](1)所述倒伏机构控制盒的控制器发送指令控制左电动缸、右电动缸加速，同时根据实时的角度误差判定左电动缸、右电动缸运行速度，到达额定速度后按照额定转速进行匀速运动；
[0014](2)当阵面倒伏机构启动完成，进入平稳运动阶段后，倒伏机构控制盒的控制器根据预设的控制策略调节左电动缸、右电动缸的行程设定值，规划阵面倒伏机构左电动缸、右电动缸的路径；
[0015](3)倒伏机构控制盒的控制器实时检测和判断左电动缸、右电动缸的行程及行程差，设置工作阈值和安全阈值双重判断，利用路径规划选择运动较慢的电动缸的行程作为参考行程，实时调整行程差回到安全阈值内，并在行程差大于安全阈值时发出告警警报，保证设备安全。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：(1)以阵面俯仰角度、双电缸行程、以及驱动器工作电流为控制参数，通过调节双电缸的行程来控制阵面倒伏机构的俯仰角度，同时通过监控、调节双电缸之间的行程差以及驱动器工作电流来保证双电缸协同、均匀出力，防止电缸卡死，保证设备安全；(2)能够确保双电动缸能够均匀出力，协同工作，保证阵面倒伏机构安全平稳的运行，算法简单，适用性强。
附图说明
[0017]图1为本专利技术基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法的流程示意图。
[0018]图2为本专利技术实施例中阵面倒伏机构的结构示意图。
[0019]图3为本专利技术实施例中阵面倒伏机构控制的结构侧视图。
具体实施方式
[0020]本专利技术一种基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法，所述阵面倒伏机构包括阵面负载、俯仰编码器、左电动缸、右电动缸、倒伏机构控制盒和倒伏机构座；所述左电动缸、右电动缸对称安装在阵面负载两侧，倒伏机构控制盒包括控制器及驱动器模块，对外与俯仰编码器、电动缸连接；所述控制方法包括以下步骤：
[0021]步骤1、设备开始工作时，倒伏机构控制盒的控制器发送指令控制左电动缸、右电动缸加速，同时根据实时的角度误差判定左电动缸、右电动缸运行速度，到达额定速度后按照额定转速进行匀速运动；
[0022]步骤2、当阵面倒伏机构启动完成，进入平稳运动阶段后，倒伏机构控制盒的控制器根据预设的控制策略调节左电动缸、右电动缸的行程设定值，规划阵面倒伏机构左电动缸、右电动缸的路径；
[0023]步骤3、倒伏机构控制盒的控制器实时检测和判断左电动缸、右电动缸的行程及行程差，设置工作阈值和安全阈值双重判断，利用路径规划选择运动较慢的电动缸的行程作
为参考行程，实时调整行程差回到安全阈值内，并在行程差大于安全阈值时发出告警警报，保证设备安全；
[0024]步骤4、左电动缸、右电动缸的上部分别安装上限位开关、下部分别安装下限位开关，防止损坏设备；
[0025]步骤5、倒伏机构控制盒的驱动器模块设置电流安全阈值，避免卡死风险避免设备损坏。
[0026]作为一种具体实施方式，步骤1中，设备开始工作时，倒伏机构控制盒的控制器发送指令控制左电动缸、右电动缸加速，同时根据实时的角度误差判定左电动缸、右电动缸运行速度，到达额定速度后按照额定转速进行匀速运动，具体如下：
[0027]步骤1.1、所述阵面倒伏机构左电动缸、右电动缸采用T型丝杠，设备启动时负载产生突变，引起抖动；设备开始工作时，倒伏机构控制盒的控制器发送指令控制左电动缸、右电动缸逐渐加速至额定速度，满足不会因为负载突变导致设备抖动的要求，加速时间t0根据实际动态性能需求调整；
[0028]步骤1.2、阵面倒伏机构运动速度基于角度误差自行调整，当角度误差大于设定阈值e0时，左电动缸、右电动缸按照额定速度运行；当角度误差小于设定阈值e0时，阵面倒伏机构即将调整到位，左电动缸、右电动缸根据误差变化改变行程设定值，设定步长，调整运动速度，逐渐运动到设定位置，保证设备平稳运行。
[0029]作为一种具体实施方式，步骤2中，当阵面倒伏机构启动完成，进入平稳运动阶段后，倒伏机构控制盒的控制器根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法，其特征在于，所述阵面倒伏机构包括阵面负载、俯仰编码器、左电动缸、右电动缸、倒伏机构控制盒和倒伏机构座；所述左电动缸、右电动缸对称安装在阵面负载两侧，倒伏机构控制盒包括控制器及驱动器模块，对外与俯仰编码器、电动缸连接；所述控制方法包括以下步骤：步骤1、设备开始工作时，倒伏机构控制盒的控制器发送指令控制左电动缸、右电动缸加速，同时根据实时的角度误差判定左电动缸、右电动缸运行速度，到达额定速度后按照额定转速进行匀速运动；步骤2、当阵面倒伏机构启动完成，进入平稳运动阶段后，倒伏机构控制盒的控制器根据预设的控制策略调节左电动缸、右电动缸的行程设定值，规划阵面倒伏机构左电动缸、右电动缸的路径；步骤3、倒伏机构控制盒的控制器实时检测和判断左电动缸、右电动缸的行程及行程差，设置工作阈值和安全阈值双重判断，利用路径规划选择运动较慢的电动缸的行程作为参考行程，实时调整行程差回到安全阈值内，并在行程差大于安全阈值时发出告警警报，保证设备安全；步骤4、左电动缸、右电动缸的上部分别安装上限位开关、下部分别安装下限位开关，防止损坏设备；步骤5、倒伏机构控制盒的驱动器模块设置电流安全阈值，避免卡死风险避免设备损坏。2.根据权利要求1所述的基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法，其特征在于，步骤1中，设备开始工作时，倒伏机构控制盒的控制器发送指令控制左电动缸、右电动缸加速，同时根据实时的角度误差判定左电动缸、右电动缸运行速度，到达额定速度后按照额定转速进行匀速运动，具体如下：步骤1.1、所述阵面倒伏机构左电动缸、右电动缸采用T型丝杠，设备启动时负载产生突变，引起抖动；设备开始工作时，倒伏机构控制盒的控制器发送指令控制左电动缸、右电动缸逐渐加速至额定速度，满足不会因为负载突变导致设备抖动的要求，加速时间t0根据实际动态性能需求调整；步骤1.2、阵面倒伏机构运动速度基于角度误差自行调整，当角度误差大于设定阈值e0时，左电动缸、右电动缸按照额定速度运行；当角度误差小于设定阈值e0时，阵面倒伏机构即将调整到位，左电动缸、右电动缸根据误差变化改变行程设定值，设定步长，调整运动速度，逐渐运动到设定位置，保证设备平稳运行。3.根据权利要求1所述的基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法，其特征在于，步骤2中，当阵面倒伏机构启动完成，进入平稳运动阶段后，倒伏机构控制盒的控制器根据预设的控制策略调节左电动缸、右电动缸的行程设定值，规划阵面倒伏机构左电动缸、右电动缸的路径，具体如下：所述倒伏机构控制盒的控制器实时接收俯仰设定角度θ
set
、俯仰编码器反馈角度θ
f
、左电动缸反馈行程l1、右电动缸反馈行程l2，根据俯仰角度误差e
θ
、左电动缸反馈行程l1、右电动缸反馈行程l2，对行程路径进行在线规划与调整，保证电动缸行程差在安全阈值l
s
内，避免左电动缸、右电动缸之间因为行程差过大导致出力不均或卡死；行程规划的实时设定值L
rset
＝F(L1,L2,e
θ
)+Sat(e
θ
)，L
rset
为实时行程设定值，通过倒伏
机构控制盒的控制器下发给驱动器模块，同时驱动左电动缸、右电动缸动作；F(L1,L2,e
θ
)为电动缸反馈值选择函数，根据当前误差值e
θ
选择第一电动缸或第二电动缸的行程作为实际反馈值，误差大于0时选择Min(l1,l2)，误差小于0时选择Max(l1,l2)；Sat(e
θ
)为饱和函数，误差的绝对值abs(e
θ
)大于设定阈值，阈值根据动态性能要求调整，左电动缸、右电动缸在额定速度下运行，abs(e
θ
)在阈值范围内，左电动缸、右电动缸速度跟随误差值调整，误差为零时左电动缸、右电动缸到达设定位置。4.根据权利要求1所述的基于双电动缸协同的阵面倒伏机构控制方法，其特征在于，步骤3中，倒伏机构控制盒的控制器实时检测和判断左电动缸、右电动缸的行程及行程差，设置工作阈值和安全阈值双重判断，利用路径规划选择运动较慢的电动缸的行程作为参考行程，实时调整行程差回到安全阈值内，并在行程差大于安全阈值时发出告警警报，保证设备安全，具体如下：所述倒伏机构控制盒的控制器实时检测和判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊天武，黄宗卫，范越，周晖，季凯源，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七二三研究所，
类型：发明
国别省市：