CN104154054A - 用于活动平台状态转换的液压控制系统及方法 - Google Patents
用于活动平台状态转换的液压控制系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于活动平台状态转换的液压控制系统，包括设置在行走平台下方的液压支腿总成，液压支腿总成包括液压马达，液压马达与传动装置相连接；所述传动装包括减速器，减速器与螺旋螺杆升降装置相连接；螺旋螺杆升降装置与支撑腿相连接；支撑腿上设置有位移传感器；液压马达与比例方向阀输出口相连接；液压马达与比例方向阀输出口之间设置有压力传感器；比例方向阀输入口经过压力补偿器与进油阀组相连接；进油阀组与液压油源相连接；所述液压支腿总成、位移传感器、压力传感器与中央处理器相连接。本发明提供一种具有控制精度高、动态性能好、抗干扰能力强，各支腿触地后伸出或缩回时能够保持同步。
Description
技术领域
本发明涉及一种火箭活动平台控制方法，具体的说，是涉及一种用于活动平台状态转换的液压控制系统及方法。
背景技术
火箭活动平台转换装置系统用于实现大型活动平台在支撑状态和行走状态间状态转换。转换装置系统共有多个支腿，布置在活动平台的台体下方，活动平台处于行走状态时，支腿缩回处于离地状态，平台由轮组支撑；活动平台处于支撑状态时，支腿伸出撑地，轮组处于离地状态。支腿的伸出和缩回动作由液压系统与电气系统、机械系统配合完成。
为保障活动平台的安全性，各支腿触地后伸出或缩回时应保持同步，保证台体整体水平，同时要兼顾各支腿的载荷控制。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种具有控制精度高、动态性能好、抗干扰能力强，各支腿触地后伸出或缩回时能够保持同步的用于活动平台状态转换的液压控制系统及方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种用于活动平台状态转换的液压控制系统，包括设置在行走平台下方的液压支腿总成，液压支腿总成包括液压马达，液压马达与传动装置相连接；所述传动装包括减速器，减速器与螺旋螺杆升降装置相连接；螺旋螺杆升降装置与支撑腿相连接；支撑腿上设置有位移传感器；液压马达与比例方向阀输出口相连接；液压马达与比例方向阀输出口之间设置有压力传感器；比例方向阀输入口经过压力补偿器与进油阀组相连接；进油阀组与液压油源相连接；所述液压支腿总成、位移传感器、压力传感器与中央处理器相连接。
所述进油阀组由插装式滤油器和并联的电磁换向座阀组成。
一种用于活动平台状态转换的液压控制方法，，包括如下步骤：
初始状态检查；
支撑腿预升步骤；
支撑腿同升支承步骤；
支撑腿预降离地步骤；
支撑腿回收步骤。
所述初始状态检查包括比例方向阀的阀芯零位检查和转换装置行程上下极限位置检查。
所述支撑腿预升步骤如下：
启动油源，设定油源流量和溢流压力；
设定基准支撑腿；
各支撑腿进行闭环控制同步预升；
检测液压马达进口压力；
液压马达进口压力大于设定压力，支撑腿预升结束。
所述支撑腿同升支承步骤如下：
设置好转换装置的同升高度；
启动油源，设定油源流量和溢流压力；
设置好转换装置的同升高度；
各支腿进行位移同步闭环控制，达到同升高度，停止升降。
所述支撑腿位移同步闭环控制过程如下：
基准支撑腿位移传感器将检将检测信号反馈给基准支撑腿比较器和非基准支撑腿比较器；基准支撑腿比较器将反馈信号与预先设定的位移输入信号后较后向比例方向阀发出控制信号；比例方向阀控制液压马达驱动传动装置运动；非基准支撑腿传感器将检测信号反馈给自身支撑腿比较器；自身支撑腿比较器比较基准支撑腿传感器反馈信号和自身支撑腿传感器反馈信号后经位移校正器传递给自身控制比较器；自身控制比较器比较反馈信号与预先设定的位移输入信号后，向相应的比例方向阀发出控制信号；比例方向阀控制液压马达驱动传动装置运动。
所述预降离地步骤如下：
启动油源，设定油源流量和溢流压力；
启动预降，各支腿进行闭环控制同步收回；
检测支撑腿的进口压力；
支撑腿进口压力小于设定压力，该支撑腿停止运动；
所述回收流程如下：
设置好转换装置的回收高度：
启动油源，设定油源流量和溢流压力。
支撑腿进行位移同步闭环控制；
支撑腿达到回收高度停止升降。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明用于活动平台状态转换的液压控制系统及方法，平台的转换装置系统中，支腿同步误差在±0.5mm范围内；着地后支腿载荷变化可控制在±10％内；整个状态转换的时间为5分钟。
附图说明
图1是本发明用于活动平台状态转换的液压控制系统的转换装置在下台体上的分布图；
图2是本发明用于活动平台状态转换的液压控制系统的转换装置液压系统图；
图3是本发明用于活动平台状态转换的液压控制系统控制图；
图4是本发明用于活动平台状态转换的液压控制系统的支撑状态控制流程图；
图5是本发明用于活动平台状态转换的液压控制系统的行走状态控制流程图。
附图中主要部件符号说明：
图中：
1、比较器。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1-5可知，一种用于活动平台状态转换的液压控制系统，包括设置在行走平台下方的液压支腿总成，液压支腿总成包括液压马达，液压马达与传动装置相连接；所述传动装包括减速器，减速器与螺旋螺杆升降装置相连接；螺旋螺杆升降装置与支撑腿相连接；支撑腿上设置有位移传感器；液压马达与比例方向阀输出口相连接；液压马达与比例方向阀输出口之间设置有压力传感器；比例方向阀输入口经过压力补偿器与进油阀组相连接；进油阀组与液压油源相连接；所述液压支腿总成、位移传感器、压力传感器与中央处理器相连接。
所述进油阀组由插装式滤油器和并联的电磁换向座阀组成。
一种用于活动平台状态转换的液压控制方法，包括如下步骤：
初始状态检查；
支撑腿预预升步骤；
支撑腿同升支承步骤；
支撑腿预降离地步骤；
支撑腿回收步骤。
所述初始状态检查包括比例方向阀的阀芯零位检查和转换装置行程上下极限位置检查。
所述支撑腿预升步骤如下：
启动油源，设定油源流量和溢流压力；
设定基准支撑腿；
各支撑腿进行闭环控制同步预升；
检测液压马达进口压力；
液压马达进口压力大于设定压力，支撑腿预升结束。
所有支腿的进口压力均大于5MPa；表明所有支腿完全着地。
所述支撑腿同升支承步骤如下：
设置好转换装置的同升高度；
启动油源，设定油源流量和溢流压力；
设置好转换装置的同升高度；同升高度为20mm；
各支腿进行位移同步闭环控制，达到同升高度，停止升降。
要求各支腿的同步误差控制在0.3mm以内，8个转换装置的同步误差大于1mm时，应停止升降。
所述支撑腿位移同步闭环控制过程如下：
基准支撑腿位移传感器将检将检测信号反馈给基准支撑腿比较器和非基准支撑腿比较器；基准支撑腿比较器将反馈信号与预先设定的位移输入信号后较后向比例方向阀发出控制信号；比例方向阀控制液压马达驱动传动装置运动；非基准支撑腿传感器将检测信号反馈给自身支撑腿比较器；自身支撑腿比较器比较基准支撑腿传感器反馈信号和自身支撑腿传感器反馈信号后经位移校正器传递给自身控制比较器；自身控制比较器比较反馈信号与预先设定的位移输入信号后，向相应的比例方向阀发出控制信号；比例方向阀控制液压马达驱动传动装置运动。
所述预降离地步骤如下：
启动油源，设定油源流量和溢流压力；
启动预降，各支腿进行闭环控制同步收回；
检测支撑腿的进口压力；
支撑腿进口压力小于设定压力，该支撑腿停止运动；
所有支腿的进口压力均小于5MPa，预降结束；
所述回收流程如下：
设置好转换装置的回收高度：回收高度为30mm。
启动油源，设定油源流量和溢流压力。
支撑腿进行位移同步闭环控制；
支撑腿达到回收高度停止升降。
要求各支腿的同步误差控制在0.3mm以内，8个转换装置的同步误差大于1mm时，应停止升降。
图4，支撑状态控制流程图：
该流程开始于步骤501，切换为支撑状态。
然后在步骤502，初始状态检查。
在步骤503，8个支腿预升。
在步骤504，判断所有支腿的进口压力是否大于5MPa；所有支腿的进口压力大于5MPa执行505步骤；所有支腿的进口压力小于5MPa执行506步骤。
在步骤505，支腿继续预先升。
在步骤506，8个腿同升。
在步骤507，载荷是否满足，满足要求执行步骤508。
在步骤508，进行载荷调整。
在步骤509，同升位移是否达到；达到同升位移执行步骤510；未达到同升位移执行步骤506。
在步骤510，完成支承。
图5，行走状态控制流程图：
该流程开始于步骤511，切换为行走状态。
然后在步骤512，初始状态检查。
在步骤513，8个支腿预降。
在步骤514，载荷是否满足，满足要求执行步骤516，不满足要求执行步骤515。
在步骤515，载荷调整。
在步骤516，判断所有支腿的进口压力是否小于5MPa；所有支腿的进口压力小于5MPa执行518步骤；部分支腿的进口压力大于5MPa执行517步骤。
在步骤518，8个支腿回收。
在步骤519，判断回收位移是否到达，到达执行步骤520；未到达执行步骤518。
在步骤520，行走状态完成。
本发明用于活动平台状态转换的液压控制方法，转换装置系统由液压支腿(1～8)、位移传感器(9～16)、压力传感器(17～32)、液压控制阀组(进油阀组、比例阀33～40)、转换装置控制器(41)、电气显控组合(42)、电缆网(43)和液压管路(44)组成。液压支腿(1～8)安装在平台(45)上。
作为关键的执行机构，液压支腿(1～8)由液压马达驱动减速器，带动螺旋螺杆，在键的导向作用下实现直线运动。位移传感器(9～16)采用非接触式的激光位移传感器,它具有适应性强、速度快、精度高等特点,可与快速的反馈跟踪系统配合使用,提高了系统响应速度。液压控制阀组中的进油阀组(见图3)由插装式滤油器和并联的电磁换向座阀组成，能够对进入系统的油液进行过滤，防止多余物进入，有效保证比例阀(33～40)的工作可靠性。
转换装置系统的8个液压支腿(1～8)分别由8个比例方向阀(33～40)控制其运动方向及运动速度。支腿位移传感器(9～16)检测各支腿(1～8)动作位移，通过闭环控制实现各支腿同步运动。各支腿液压马达进出油口的压力传感器(17～32)检测各支腿(1～8)工作时的压差，从而判断支腿是否完全着地。同时对于压差超标(即载荷超标)的支腿(1～8)通过对应的比例方向阀(33～40)进行升降动作实现载荷调整。
本发明用于活动平台状态转换的液压控制方法，转换装置系统的8个液压支腿都有独立的电气控制。1#支腿在预升、同升同降以及回收过程中对其位移进行实时监测，检测反馈给R1，再通过电气控制器调整输出的电流信号，实现对比例阀(33)阀芯的控制。2#支腿将位移信号与1#支腿的位移信号做比较后，通过位移校正器反馈给输入信号R2，再通过电气控制器调整输出的电流信号，控制比例阀(34)阀芯的开度，最终实现与1#支腿同步运动。
采用油源压力控制方式，限制支腿的最大出力，保障台体的安全。在动作过程中自动监视支腿马达的进出口压差，若压差超标，即支腿出现严重偏载或载荷超标情况，优先自动进行载荷调整。采用预先阀芯检测技术，对比例阀进行故障诊断，避免误动作。
根据转换装置动作的特点，支腿空载同升(预升)，消除间隙。在着地过程中通过各马达进口的压力传感器来监测支腿是否完全着地：当压力到达一定值时，表明该支腿已经触实，故自动停止该支腿动作。
液压系统同步控制采用电液比例控制系统实现。系统采用比例方向阀，简化了液压系统，实现复杂控制程序，降低费用，提高系统的可靠性。另外采用提高控制精度的压力补偿技术,实现并列执行元件运动时的互不干扰。比例同步控制是在开环控制的基础上设置一个基准支腿，其它支腿进行位移跟踪。即通过位移校正器实时地将比较信号反馈到输入端，输入信号与反馈信号比较得到的差值，输出给比例电磁铁，从而调整比例阀阀芯的开度大小，实现同步控制。它能够在受到干扰时能减小偏差，具有控制精度高、动态性能好、抗干扰能力强等特点。
(1)提出一种电液比例同步控制系统，实现多个转换装置支腿的同步伸出和缩回。
(2)采用预升消除间隙和压力判断着地控制策略，提高活动平台状态转换的安全可靠。
(3)采用压力信号实时监控转换装置支腿载荷的技术，实现自动载荷调整，确保支腿安全。
(4)采用油源压力控制方式，限制支腿的最大出力，保证系统的安全。
(5)采用预先阀芯检测技术，对比例阀进行故障诊断，避免误动作。
Claims (9)
1.一种用于活动平台状态转换的液压控制系统，其特征在于，包括设置在行走平台下方的液压支腿总成，液压支腿总成包括液压马达，液压马达与传动装置相连接；所述传动装包括减速器，减速器与螺旋螺杆升降装置相连接；螺旋螺杆升降装置与支撑腿相连接；支撑腿上设置有位移传感器；液压马达与比例方向阀输出口相连接；液压马达与比例方向阀输出口之间设置有压力传感器；比例方向阀输入口经过压力补偿器与进油阀组相连接；进油阀组与液压油源相连接；所述液压支腿总成、位移传感器、压力传感器与中央处理器相连接。
2.根据权利要求1所述用于活动平台状态转换的液压控制系统，其特征在于：所述进油阀组由插装式滤油器和并联的电磁换向座阀组成。
3.一种用于活动平台状态转换的液压控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
初始状态检查；
支撑腿预预升步骤；
支撑腿同升支承步骤；
支撑腿预降离地步骤；
支撑腿回收步骤。
4.根据权利要求3所述用于活动平台状态转换的液压控制方法，其特征在于：所述初始状态检查包括比例方向阀的阀芯零位检查和转换装置行程上下极限位置检查。
5.根据权利要求3所述用于活动平台状态转换的液压控制方法，其特征在于：所述支撑腿预升步骤如下：
启动油源，设定油源流量和溢流压力；
设定基准支撑腿；
各支撑腿进行闭环控制同步预升；
检测液压马达进口压力；
液压马达进口压力大于设定压力，支撑腿预升结束。
6.根据权利要求3所述用于活动平台状态转换的液压控制方法，其特征在于：所述支撑腿同升支承步骤如下：
设置好转换装置的同升高度；
启动油源，设定油源流量和溢流压力；
设置好转换装置的同升高度；
各支腿进行位移同步闭环控制，达到同升高度，停止升降。
7.根据权利要求3所述用于活动平台状态转换的液压控制方法，其特征在于：所述支撑腿位移同步闭环控制过程如下：
基准支撑腿位移传感器将检将检测信号反馈给基准支撑腿比较器和非基准支撑腿比较器；基准支撑腿比较器将反馈信号与预先设定的位移输入信号后较后向比例方向阀发出控制信号；比例方向阀控制液压马达驱动传动装置运动；非基准支撑腿传感器将检测信号反馈给自身支撑腿比较器；自身支撑腿比较器比较基准支撑腿传感器反馈信号和自身支撑腿传感器反馈信号后经位移校正器传递给自身控制比较器；自身控制比较器比较反馈信号与预先设定的位移输入信号后，向相应的比例方向阀发出控制信号；比例方向阀控制液压马达驱动传动装置运动。
8.根据权利要求3所述用于活动平台状态转换的液压控制方法，其特征在于：所述预降离地步骤如下：
启动油源，设定油源流量和溢流压力；
启动预降，各支腿进行闭环控制同步收回；
检测支撑腿的进口压力；
支撑腿进口压力小于设定压力，该支撑腿停止运动。
9.根据权利要求3所述用于活动平台状态转换的液压控制方法，其特征在于：所述回收流程如下：
设置好转换装置的回收高度：
启动油源，设定油源流量和溢流压力。
支撑腿进行位移同步闭环控制；
支撑腿达到回收高度停止升降。
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