CN106502227A - 一种分布式控制高精度调平起竖控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

为了确保发射车车控系统满足机动环境下车控需求，本发明提供了一种分布式控制高精度调平起竖控制系统及方法。该分布式控制高精度调平起竖控制系统及方法能够提高发射车发射机动性，满足发射车展车、起竖、下放、收支腿、开瞄准窗口、关瞄准窗口等功能需求，并且能够达到极高的控制精度，实现调平控制精度小于等于±20′。

Description

一种分布式控制高精度调平起竖控制系统及方法
技术领域
本发明涉及电气总线的分布式控制技术领域，更具体地，涉及一种分布式控制高精度调平起竖控制系统及方法。
背景技术
传统的发射车一般采用固定台架的发射方式，这种发射方式所需的人力和物力保障比较庞杂，而且机动性差，发射定位角度精度低，反应速度慢，操作复杂，尤其是发射车展车起竖耗费时间长，展车效率低，用户体验差。
在这种背景下，需要给发射车提供一种控制系统及方法，使其通过CAN总线接收车控主机的流程控制或采集综合控制器按钮的流程控制，实现发射车展车、起竖、下放、收支腿、开瞄准窗口、关瞄准窗口流程控制，满足发射车机动发射的性能指标要求。
发明内容
为了确保发射车车控系统满足机动环境下车控需求，根据本发明的一方面，本发明提供了一种分布式控制高精度调平起竖控制系统，包括车控计算机、主控单元、综合控制器、多个上装通用控制单元和多个数字阀控制单元，所述车控计算机、主控单元、多个上装通用控制单元和多个数字阀控制单元均通过CAN总线彼此连接以进行控制信息、流程信息、状态信息和报警信息的交互，所述综合控制器通过所述主控单元的开关量采集IO通道被单向地电气连接到所述主控单元，所述主控单元用于采集来自所述综合控制器的控制信息并根据所述综合控制器的控制信息执行相应流程控制。
进一步地，所述多个上装通用控制单元包括第一上装通用控制装置、第二上装通用控制装置、第三上装通用控制装置、第四上装通用控制装置，所述多个数字阀控制单元包括第一数字阀控制单元和第二数字阀控制单元。
进一步地，所述第一上装通用控制装置包括第一上装通用控制单元、第一接近开关和支腿位移测量仪，所述支腿位移测量仪与所述第一接近开关均被单向地电气连接到所述第一上装通用控制单元，所述第二上装通用控制装置包括第二上装通用控制单元、第一直流电机驱动器和第二接近开关，所述第二接近开关被单向地电气连接到所述第一直流电机驱动器，所述第一直流电机驱动器与所述第二上装通用控制单元双向地电气连接；所述第三上装通用控制装置包括第三上装通用控制单元和第三接近开关，所述第三接近开关被单向地电气连接到所述第三上装通用控制单元；所述第四上装通用控制装置包括第四上装通用控制单元、角度测量仪、水平测量仪、直线位移测量仪、磁感应开关、第四接近开关、第二直流电机驱动器以及瞄准窗口电机，所述角度测量仪、水平测量仪、直线位移测量仪、磁感应开关以及第四接近开关被单向地电气连接到所述第四上装通用控制单元，所述第二直流电机驱动器被双向地电气连接到所述第四上装通用控制单元，所述第二直流电机驱动器被单向地电气连接到所述瞄准窗口电机。
进一步地，所述分布式控制高精度调平起竖控制系统还包括相应执行机构和传感器，所述相应执行机构和传感器具体包括：第一换向阀、第一滤油传感器、第一压力传感器、第一流量传感器、第二换向阀、第三换向阀、第二滤油传感器、第二压力传感器、第二流量传感器、第四换向阀、第五换向阀、第三压力传感器、第一数字阀和第二数字阀。
进一步地，所述第一上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第一换向阀。
进一步地，所述第二上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第三换向阀，所述第一驱动器被单向地电气连接到所述第二换向阀，所述第一滤油传感器、第一压力传感器和第一流量传感器均被单向地电气连接到所述第二上装通用控制单元。
进一步地，所述第三上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第四换向阀，所述第二滤油传感器、第二压力传感器和第二流量传感器均被单向地电气连接到所述第三上装通用控制单元。
进一步地，所述第四上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第五换向阀，所述第三压力传感器被单向地电气连接到所述第四上装通用控制单元。
进一步地，所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元分别与所述第一数字阀和所述第二数字阀双向地电气连接。
根据本发明的另一方面，提供了一种分布式控制高精度调平起竖控制方法，该方法基于上述分布式控制高精度调平起竖控制系统，包括：
(1)所述综合控制器产生流程控制信息和急停控制信息并发送给所述车控计算机；
(2)所述车控计算机通过所述CAN总线向所述第一上装通用控制单元、所述第二上装通用控制单元、所述第三上装通用控制单元和所述第四上装通用控制单元分别发送电磁阀控制信息，所述电磁阀控制信息表示进行应用有限状态机的流程工步；
(3)所述第一上装通用控制单元、所述第二上装通用控制单元、所述第三上装通用控制单元和所述第四上装通用控制单元分别根据接收到的电磁阀控制信息产生其自身的查询控制信息和自检控制信息；
(4)所述第一上装通用控制单元将与其连接的支腿位移测量仪和第一接近开关的状态信息和/或所述第一上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；所述第二上装通用控制单元将与其连接的第一驱动器、第二接近开关、第一滤油传感器、第一压力传感器、第一流量传感器的状态信息和/或所述第二上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；所述第三上装通用控制单元将与其连接的第三接近开关、第二滤油传感器、第二压力传感器、第二流量传感器的状态信息和/或所述第三上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；所述第四上装通用控制单元将与其连接的、所述第二上装通用控制单元、所述第三上装通用控制单元和所述第四上装通用控制单元将与其分别连接的角度测量仪、水平测量仪、直线位移测量仪、磁感应开关、第四接近开关、第四压力传感器的状态信息和/或所述第四上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；
(5)所述综合控制器通过所述车控计算机采集所述状态信息、心跳信息和/或报警信息，并根据采集到的这些信息产生步进电机控制信息和温度控制信息，发送给所述车控计算机；
(6)所述车控计算机通过所述CAN总线向所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元发送步进电机控制信息，这些步进电机控制信息表示期望直流电机进行步进的目标值，以控制发射车展车、起竖、下放、收支腿；
(7)所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元根据所述步进电机控制信息，通过闭环或者开环控制策略，对发射车的液压系统的比例溢流阀和比例流量阀进行不仅驱动和控制，并向所述CAN总线反馈步数信息、心跳信息和/或报警信息；
(8)所述综合控制器通过所述车控计算机采集来自所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元的所述状态信息、心跳信息和/或报警信息。
本发明的有益效果是：
(1)本发明能够提高发射车发射机动性，满足发射车展车、起竖、下放、收支腿、开瞄准窗口、关瞄准窗口等功能需求；
(2)达到极高的控制精度，实现调平控制精度小于或等于±20′，即本申请所称的“高精度”。
附图说明
图1示出了根据本发明的分布式控制高精度调平起竖控制系统的结构框图。
图2示出了根据本发明的分布式控制高精度调平起竖控制方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，根据本发明的一方面的实施例，本发明提供了一种分布式控制高精度调平起竖控制系统，包括车控计算机、主控单元、综合控制器、多个上装通用控制单元和多个数字阀控制单元，所述车控计算机、主控单元、多个上装通用控制单元和多个数字阀控制单元均通过CAN总线彼此连接以进行控制信息、流程信息、状态信息和报警信息的交互，所述综合控制器通过所述主控单元的开关量采集IO通道被单向地电气连接到所述主控单元，所述主控单元用于采集来自所述综合控制器的控制信息并根据所述综合控制器的控制信息执行相应流程控制。
优选地，所述多个上装通用控制单元包括第一上装通用控制装置、第二上装通用控制装置、第三上装通用控制装置、第四上装通用控制装置，所述多个数字阀控制单元包括第一数字阀控制单元和第二数字阀控制单元。
优选地，所述第一上装通用控制装置包括第一上装通用控制单元、第一接近开关和支腿位移测量仪，所述支腿位移测量仪与所述第一接近开关均被单向地电气连接到所述第一上装通用控制单元，所述第二上装通用控制装置包括第二上装通用控制单元、第一直流电机驱动器和第二接近开关，所述第二接近开关被单向地电气连接到所述第一直流电机驱动器，所述第一直流电机驱动器与所述第二上装通用控制单元双向地电气连接；所述第三上装通用控制装置包括第三上装通用控制单元和第三接近开关，所述第三接近开关被单向地电气连接到所述第三上装通用控制单元；所述第四上装通用控制装置包括第四上装通用控制单元、角度测量仪、水平测量仪、直线位移测量仪、磁感应开关、第四接近开关、第二直流电机驱动器以及瞄准窗口电机，所述角度测量仪、水平测量仪、直线位移测量仪、磁感应开关以及第四接近开关被单向地电气连接到所述第四上装通用控制单元，所述第二直流电机驱动器被双向地电气连接到所述第四上装通用控制单元，所述第二直流电机驱动器被单向地电气连接到所述瞄准窗口电机。
优选地，所述分布式控制高精度调平起竖控制系统还包括相应执行机构和传感器，所述相应执行机构和传感器具体包括：第一换向阀、第一滤油传感器、第一压力传感器、第一流量传感器、第二换向阀、第三换向阀、第二滤油传感器、第二压力传感器、第二流量传感器、第四换向阀、第五换向阀、第三压力传感器、第一数字阀和第二数字阀。
优选地，所述第一上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第一换向阀。
优选地，所述第二上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第三换向阀，所述第一驱动器被单向地电气连接到所述第二换向阀，所述第一滤油传感器、第一压力传感器和第一流量传感器均被单向地电气连接到所述第二上装通用控制单元。
优选地，所述第三上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第四换向阀，所述第二滤油传感器、第二压力传感器和第二流量传感器均被单向地电气连接到所述第三上装通用控制单元。
优选地，所述第四上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第五换向阀，所述第三压力传感器被单向地电气连接到所述第四上装通用控制单元。
优选地，所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元分别与所述第一数字阀和所述第二数字阀双向地电气连接。
如图2所示，根据本发明的另一方面的实施例，提供了一种分布式控制高精度调平起竖控制方法，该方法基于上述分布式控制高精度调平起竖控制系统，包括：
(1)所述综合控制器产生流程控制信息和急停控制信息并发送给所述车控计算机；
(2)所述车控计算机通过所述CAN总线向所述第一上装通用控制单元、所述第二上装通用控制单元、所述第三上装通用控制单元和所述第四上装通用控制单元分别发送电磁阀控制信息，所述电磁阀控制信息表示进行应用有限状态机的流程工步；
(3)所述第一上装通用控制单元、所述第二上装通用控制单元、所述第三上装通用控制单元和所述第四上装通用控制单元分别根据接收到的电磁阀控制信息产生其自身的查询控制信息和自检控制信息；
(4)所述第一上装通用控制单元将与其连接的支腿位移测量仪和第一接近开关的状态信息和/或所述第一上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；所述第二上装通用控制单元将与其连接的第一驱动器、第二接近开关、第一滤油传感器、第一压力传感器、第一流量传感器的状态信息和/或所述第二上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；所述第三上装通用控制单元将与其连接的第三接近开关、第二滤油传感器、第二压力传感器、第二流量传感器的状态信息和/或所述第三上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；所述第四上装通用控制单元将与其连接的、所述第二上装通用控制单元、所述第三上装通用控制单元和所述第四上装通用控制单元将与其分别连接的角度测量仪、水平测量仪、直线位移测量仪、磁感应开关、第四接近开关、第四压力传感器的状态信息和/或所述第四上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；
(5)所述综合控制器通过所述车控计算机采集所述状态信息、心跳信息和/或报警信息，并根据采集到的这些信息产生步进电机控制信息和温度控制信息，发送给所述车控计算机；
(6)所述车控计算机通过所述CAN总线向所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元发送步进电机控制信息，这些步进电机控制信息表示期望直流电机进行步进的目标值，以控制发射车展车、起竖、下放、收支腿；
(7)所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元根据所述步进电机控制信息，通过闭环或者开环控制策略，对发射车的液压系统的比例溢流阀和比例流量阀进行不仅驱动和控制，并向所述CAN总线反馈步数信息、心跳信息和/或报警信息；
(8)所述综合控制器通过所述车控计算机采集来自所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元的所述状态信息、心跳信息和/或报警信息。
本领域技术人员应当清楚的是：通过上述控制，本发明的控制系统能够根据接收CAN总线上的流程控制指令、配置查询指令，和通过IO接口采集的综合控制器的流程控制指令，实现：车控流程和动作的控制，对车控主控单元铁电存储区的初始化功能，流程参数的配置、查询功能，单机上电次数、单机运行时间、流程工作次数配置和查询功能，版本号查询功能，自检功能，单机上电次数、单机运行时间、流程工作次数记录功能，上电自检及初始化功能，周期检查功能等。
以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让所属领域的技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。

Claims (10)

1.一种分布式控制高精度调平起竖控制系统，其特征在于，包括车控计算机、主控单元、综合控制器、多个上装通用控制单元和多个数字阀控制单元，所述车控计算机、主控单元、多个上装通用控制单元和多个数字阀控制单元均通过CAN总线彼此连接以进行控制信息、流程信息、状态信息和报警信息的交互，所述综合控制器通过所述主控单元的开关量采集IO通道被单向地电气连接到所述主控单元，所述主控单元用于采集来自所述综合控制器的控制信息并根据所述综合控制器的控制信息执行相应流程控制。
2.根据权利要求1所述的分布式控制高精度调平起竖控制系统，其特征在于，所述多个上装通用控制单元包括第一上装通用控制装置、第二上装通用控制装置、第三上装通用控制装置、第四上装通用控制装置，所述多个数字阀控制单元包括第一数字阀控制单元和第二数字阀控制单元。
3.根据权利要求2所述的分布式控制高精度调平起竖控制系统，其特征在于，所述第一上装通用控制装置包括第一上装通用控制单元、第一接近开关和支腿位移测量仪，所述支腿位移测量仪与所述第一接近开关均被单向地电气连接到所述第一上装通用控制单元，所述第二上装通用控制装置包括第二上装通用控制单元、第一直流电机驱动器和第二接近开关，所述第二接近开关被单向地电气连接到所述第一直流电机驱动器，所述第一直流电机驱动器与所述第二上装通用控制单元双向地电气连接；所述第三上装通用控制装置包括第三上装通用控制单元和第三接近开关，所述第三接近开关被单向地电气连接到所述第三上装通用控制单元；所述第四上装通用控制装置包括第四上装通用控制单元、角度测量仪、水平测量仪、直线位移测量仪、磁感应开关、第四接近开关、第二直流电机驱动器以及瞄准窗口电机，所述角度测量仪、水平测量仪、直线位移测量仪、磁感应开关以及第四接近开关被单向地电气连接到所述第四上装通用控制单元，所述第二直流电机驱动器被双向地电气连接到所述第四上装通用控制单元，所述第二直流电机驱动器被单向地电气连接到所述瞄准窗口电机。
4.根据权利要求3所述的分布式控制高精度调平起竖控制系统，其特征在于，所述分布式控制高精度调平起竖控制系统还包括相应执行机构和传感器，所述相应执行机构和传感器具体包括：第一换向阀、第一滤油传感器、第一压力传感器、第一流量传感器、第二换向阀、第三换向阀、第二滤油传感器、第二压力传感器、第二流量传感器、第四换向阀、第五换向阀、第三压力传感器、第一数字阀和第二数字阀。
5.根据权利要求4所述的分布式控制高精度调平起竖控制系统，其特征在于，所述第一上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第一换向阀。
6.根据权利要求5所述的分布式控制高精度调平起竖控制系统，其特征在于，所述第二上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第三换向阀，所述第一驱动器被单向地电气连接到所述第二换向阀，所述第一滤油传感器、第一压力传感器和第一流量传感器均被单向地电气连接到所述第二上装通用控制单元。
7.根据权利要求6所述的分布式控制高精度调平起竖控制系统，其特征在于，所述第三上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第四换向阀，所述第二滤油传感器、第二压力传感器和第二流量传感器均被单向地电气连接到所述第三上装通用控制单元。
8.根据权利要求7所述的分布式控制高精度调平起竖控制系统，其特征在于，所述第四上装通用控制单元被单向地电气连接到所述第五换向阀，所述第三压力传感器被单向地电气连接到所述第四上装通用控制单元。
9.根据权利要求8所述的分布式控制高精度调平起竖控制系统，其特征在于，所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元分别与所述第一数字阀和所述第二数字阀双向地电气连接。
10.一种分布式控制高精度调平起竖控制方法，该方法基于权利要求1-9之一所述的分布式控制高精度调平起竖控制系统，该方法包括如下步骤：
(1)所述综合控制器产生流程控制信息和急停控制信息并发送给所述车控计算机；
(2)所述车控计算机通过所述CAN总线向所述第一上装通用控制单元、所述第二上装通用控制单元、所述第三上装通用控制单元和所述第四上装通用控制单元分别发送电磁阀控制信息，所述电磁阀控制信息表示进行应用有限状态机的流程工步；
(3)所述第一上装通用控制单元、所述第二上装通用控制单元、所述第三上装通用控制单元和所述第四上装通用控制单元分别根据接收到的电磁阀控制信息产生其自身的查询控制信息和自检控制信息；
(4)所述第一上装通用控制单元将与其连接的支腿位移测量仪和第一接近开关的状态信息和/或所述第一上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；所述第二上装通用控制单元将与其连接的第一驱动器、第二接近开关、第一滤油传感器、第一压力传感器、第一流量传感器的状态信息和/或所述第二上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；所述第三上装通用控制单元将与其连接的第三接近开关、第二滤油传感器、第二压力传感器、第二流量传感器的状态信息和/或所述第三上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；所述第四上装通用控制单元将与其连接的、所述第二上装通用控制单元、所述第三上装通用控制单元和所述第四上装通用控制单元将与其分别连接的角度测量仪、水平测量仪、直线位移测量仪、磁感应开关、第四接近开关、第四压力传感器的状态信息和/或所述第四上装通用控制单元自身的心跳信息和/或报警信息反馈给所述CAN总线；
(5)所述综合控制器通过所述车控计算机采集所述状态信息、心跳信息和/或报警信息，并根据采集到的这些信息产生步进电机控制信息和温度控制信息，发送给所述车控计算机；
(6)所述车控计算机通过所述CAN总线向所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元发送步进电机控制信息，这些步进电机控制信息表示期望直流电机进行步进的目标值，以控制发射车展车、起竖、下放、收支腿；
(7)所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元根据所述步进电机控制信息，通过闭环或者开环控制策略，对发射车的液压系统的比例溢流阀和比例流量阀进行不仅驱动和控制，并向所述CAN总线反馈步数信息、心跳信息和/或报警信息；
(8)所述综合控制器通过所述车控计算机采集来自所述第一数字阀控制单元和所述第二数字阀控制单元的所述状态信息、心跳信息和/或报警信息。
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