CN107187439B - 一种液压平板运输车控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种液压平板运输车控制方法，包括行走分离控制方法、转向同步控制方法和悬挂同步控制方法。所述行走分离控制方法为将发动机、行走泵和驱动马达分别进行控制的方法。所述转向同步控制方法为转向PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法。所述悬挂同步控制方法为悬挂PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法。该控制方法增强了行走系统的稳定性，使整车转向快速一体化，不会出现卡滞现象，使悬挂高度调整速度快，平衡性能更好。
Description
技术领域
本发明涉及运输车行走、转向、悬挂三大系统的控制策略，特别涉及一种液压平板运输车控制方法。
背景技术
液压平板运输车是广泛应用于造船厂钢结构船体分段在各工序之间的转运,也适用于大型钢厂和公(铁)路特大型混凝土预制构件的运输。重型工程运输平板车在国外的发展已有百年历史，但进口液压平板运输车价格昂贵、保养和维修费用高，并且国外产品更新换代快，造成保养维修不方便、周期长，影响生产效率的提高。随着我国造船业的发展，国内相关厂家已研制开发出拥有自主知识产权的高性能动力运输平板车。虽然国内的研制和生产正在向国外高端产品靠近，但在行走系统的稳定性、转向的一致性及悬挂升降的同步性上依旧存在差距。
因此，研究和开发出适宜的控制策略对解决行走系统稳定问题、转向一致问题和悬挂升降同步问题具有重要意义。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种液压平板运输车控制方法，采用行走分离控制，转向、悬挂PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制策略，在满足电气控制系统需求的基础上，增强了行走系统的稳定性，更好地实现转向一致、悬挂升降同步。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种液压平板运输车控制方法，包括行走分离控制方法、转向同步控制方法和悬挂同步控制方法。
所述行走分离控制方法为将发动机、行走泵和驱动马达分别进行控制的方法。
所述转向同步控制方法为转向PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法。具体方法步骤如下：
步骤一、首先每一个轮系根据转向角度设定值进行单独的转向角度PID控制输出，利用本轮系的转向角度反馈完成转向角度闭环控制；
步骤二、在控制系统中设定误差最小值，当系统检测到主轮系(如左前轮)转向角度到达与设定值误差最小值范围时，执行共反馈同步误差校正的跟踪控制；
步骤三、在共反馈同步误差校正时，系统利用主轮系的实际转向角度反馈值重新对转向角度设定值进行修正，将各轮系的转向角度设定值重新进行修改；
由于各轮系的转向角度设定值由整车的轮系转向数学模型计算得出，每个轮系的转向角度设定值并不相同，所以需要对每个轮系的角度设定值进行分别校正；
步骤四、每个轮系根据校正过的转向角度设定值重新进行本轮系的闭环PID控制，进行转向角度的重新调节；
步骤五、进行转向角度设定值校正过的轮系角度最终将不断跟踪主轮系的实际转向角度进行整体转向，使整车转向快速一体化，不会出现卡滞现象。
所述悬挂同步控制方法为悬挂PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法。具体方法步骤如下：
步骤一、首先悬挂控制系统先对悬挂左前、左后、右前、右后四点进行单独控制，每个点根据悬挂高度设定值进行单独的悬挂高度PID控制输出，利用本点升降油缸的悬挂高度反馈完成悬挂高度闭环控制；
步骤二、在控制系统中设定误差最小值，当系统检测到左前升降油缸的悬挂高度到达与设定值误差最小值范围时，执行共反馈同步误差校正的跟踪控制；
步骤三、在共反馈同步误差校正时，系统利用左前升降油缸的实际的悬挂高度反馈值重新对的悬挂高度设定值进行修正，将各点升降油缸的的悬挂高度设定值重新进行修改；
步骤四、每个点升降油缸根据校正过的悬挂高度设定值重新进行各点升降油缸的闭环PID控制，进行悬挂高度的重新调节；
步骤五、进行悬挂高度设定值校正过的各点悬挂高度最终将不断跟踪左前升降油缸的实际的悬挂高度进行调整；
步骤六、在整体悬挂处还另设有倾角检测装置，实时检测四个点的平衡状态，当四点悬挂高度调整一致，悬挂倾角达到设定值时，即结束悬挂高度的调整。
本悬挂控制方法调整速度快，平衡性能更好。
所述行走分离控制方法为在驾驶室仪表盘上增设一个速度按钮，由此速度按钮控制驱动马达的转速，由驾驶室内的手油门控制发动机转速，由驾驶室内的油门脚踏板控制行走泵的排量。
当所述速度按钮未按下时，控制系统根据负载对行驶速度进行控制，轻载时为高速，重载时为低速，当速度按钮按下时，由控制系统控制驱动马达进行强制低速行驶，当重载爬坡时，由控制系统控制驱动马达进行强制超低速行驶。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提出的行走分离控制方法增强了行走系统的稳定性，
2、本发明提出的转向PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法，进行转向角度设定值校正过的轮系角度最终将不断跟踪主轮系的实际转向角度进行整体转向，使整车转向快速一体化，不会出现卡滞现象；
3、本发明提出的悬挂PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法，同时采用了倾斜角度传感器检测平衡状态，使悬挂高度调整速度快，平衡性能更好。
附图说明
图1是本发明的液压平板运输车自动控制系统结构示意图；
图2是本发明的液压平板运输车单个轮系转向角度PID控制结构图；
图3是本发明的液压平板运输车转向系统PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法结构图；
图4是本发明的液压平板运输车单个升降液压缸悬挂PID控制结构图；
图5是本发明的液压平板运输车悬挂PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法控制结构图；
图6是本发明的液压平板运输车行走控制原理示意图；
图7是本发明的液压平板运输车直行、横行、中心回转转向控制原理示意图；
图8是本发明的液压平板运输车斜行、八字转向、摆转、默认转向控制原理示意图；
图9是本发明的液压平板运输车悬挂控制原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种液压平板运输车控制方法，包括行走分离控制方法、转向同步控制方法和悬挂同步控制方法。
所述行走分离控制方法为将发动机、行走泵和驱动马达分别进行控制的方法。
所述转向同步控制方法为转向PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法。具体方法步骤如下：
步骤一、如图2所示，首先每一个轮系根据转向角度设定值进行单独的转向角度PID控制输出，利用本轮系的转向角度反馈完成转向角度闭环控制；
步骤二、在控制系统中设定误差最小值，当系统检测到主轮系(如左前轮)转向角度到达与设定值误差最小值范围时，执行共反馈同步误差校正的跟踪控制；
步骤三、如图3所示，在共反馈同步误差校正时，系统利用主轮系的实际转向角度反馈值重新对转向角度设定值进行修正，将各轮系的转向角度设定值重新进行修改；
由于各轮系的转向角度设定值由整车的轮系转向数学模型计算得出，每个轮系的转向角度设定值并不相同，所以需要对每个轮系的角度设定值进行分别校正；
步骤四、每个轮系根据校正过的转向角度设定值重新进行本轮系的闭环PID控制，进行转向角度的重新调节；
步骤五、进行转向角度设定值校正过的轮系角度最终将不断跟踪主轮系的实际转向角度进行整体转向，使整车转向快速一体化，不会出现卡滞现象。
所述悬挂同步控制方法为悬挂PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法。具体方法步骤如下：
步骤一、如图4所示，首先悬挂控制系统先对悬挂左前、左后、右前、右后四点进行单独控制，每个点根据悬挂高度设定值进行单独的悬挂高度PID控制输出，利用本点升降油缸的悬挂高度反馈完成悬挂高度闭环控制；
步骤二、在控制系统中设定误差最小值，当系统检测到左前升降油缸的悬挂高度到达与设定值误差最小值范围时，执行共反馈同步误差校正的跟踪控制；
步骤三、如图5所示，在共反馈同步误差校正时，系统利用左前升降油缸的实际的悬挂高度反馈值重新对的悬挂高度设定值进行修正，将各点升降油缸的的悬挂高度设定值重新进行修改；
步骤四、每个点升降油缸根据校正过的悬挂高度设定值重新进行各点升降油缸的闭环PID控制，进行悬挂高度的重新调节；
步骤五、进行悬挂高度设定值校正过的各点悬挂高度最终将不断跟踪左前升降油缸的实际的悬挂高度进行调整；
步骤六、在整体悬挂处还另设有倾角检测装置，实时检测四个点的平衡状态，当四点悬挂高度调整一致，悬挂倾角达到设定值时，即结束悬挂高度的调整。
本悬挂控制方法调整速度快，平衡性能更好。
所述行走分离控制方法为在驾驶室仪表盘上增设一个速度按钮，由此速度按钮控制驱动马达的转速，由驾驶室内的手油门控制发动机转速，由驾驶室内的油门脚踏板控制行走泵的排量。
当所述速度按钮未按下时，控制系统根据负载对行驶速度进行控制，轻载时为高速，重载时为低速，当速度按钮按下时，由控制系统控制驱动马达进行强制低速行驶，当重载爬坡时，由控制系统控制驱动马达进行强制超低速行驶。
本发明方法的具体应用方式为：
行走系统：
如图6所示，通过驾驶室中的手油门控制发动机转速，油门脚踏板控制行走泵排量，低速按钮控制驱动马达转速的方式。作业过程中，需先将发动机转速调至某一固定值(例如：1800rpm)，再通过油门脚踏板调节行走泵排量，最终改变整车的行驶速度。驾驶室侧仪表板中低速按钮未按下时，控制系统根据负载自动选择行驶速度，空载时，以高速(12km/h)行驶，满载平地时以低速行驶，一旦按下低速按钮，则强制低速(6km/h)行驶；当检测到工作状态为满载爬坡时，则以超低速(约2km/h)的速度行驶。
转向系统：
如图7和8所示，驾驶室内侧仪表板设置直行、斜行、横行、中心回转、八字转向、摆转6种模式选择开关，无模式选择时，默认为汽车驾驶模式。当前进/后退处于中位时，方进行模式选择。转向系统控制思路为：
1)如图7所示，直行、横行、中心回转转向模式下，角度不受方向盘控制，各轮系转向角因转向模式不同而为不同的固定值。
2)如图8所示，斜行、八字转向、摆转、默认模式下，角度受方向盘控制，以当前驾驶室为基准，最前轮为基本轮(与方向盘角度一致)，其他各轮系转向角度根据整车轮系转向运动学模型，由控制器通过编程自动计算得出。
转向过程中，设置转向保护。在斜行、八字转向、摆转、默认模式下，若某一轮与基本轮的角度偏差小于6°时，偏差越大，方向盘阻尼越大；若某一轮偏差大于或等于6°，方向盘锁止；若某一轮偏差大于或等于8°，显示屏显示报警信息，整车驱动系统关闭，不能行使。
为实现各轮系转向的一致性，液压平板运输车转向部分在采用分段PID控制算法的基础上，采用共反馈同步误差校正方法，对每一轮系转向角度进行单独的PID校正，再以其中一个轮系的转向角度输出作为理想输出，对其他通道进行校正，利用误差补偿使其跟踪理想输出，从而实现转向一致。
悬挂系统：
如图9所示，驾驶室内侧仪表板设置悬挂手柄，整车升降、左前升降、左后升降、右前升降、右后升降开关，用于升降控制；此外，悬挂手柄前推、后拉的幅度大小决定升降速度的快慢。
整车升降过程中，平台各点高度误差不允许大于1/60。升降速度快慢的调节通过悬挂手柄模拟量信号作为输入，控制器根据模拟量的大小调节悬挂多路阀阀芯开度的大小，从而实现升降变速。为实现悬挂升降的同步性，控制过程同样采用PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的方法，先对左前、左后、右前、右后四点进行单独的PID校正，再以左前升降油缸的输出作为理想输出，对其他通道进行校正，利用误差补偿使其跟踪理想输出，从而实现悬挂升降同步。
悬挂系统除了设有检测高度平衡状态的倾角角度传感器，还另设置有压力传感器，检测左前、左后、右前、右后四点的负载均衡状态，在升降过程中不但四点保证高度一致，还保证了四点负载的均衡。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (3)
1.一种液压平板运输车控制方法，包括行走分离控制方法、转向同步控制方法和悬挂同步控制方法；其特征在于：
所述行走分离控制方法为将发动机、行走泵和驱动马达分别进行控制的方法；
所述转向同步控制方法为转向PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法；具体方法步骤如下：
步骤一、首先每一个轮系根据转向角度设定值进行单独的转向角度PID控制输出，利用本轮系的转向角度反馈完成转向角度闭环控制；
步骤二、在控制系统中设定误差最小值，当系统检测到主轮系转向角度到达与设定值误差最小值范围时，执行共反馈同步误差校正的跟踪控制；
步骤三、在共反馈同步误差校正时，系统利用主轮系的实际转向角度反馈值重新对转向角度设定值进行修正，将各轮系的转向角度设定值重新进行修改；
由于各轮系的转向角度设定值由整车的轮系转向数学模型计算得出，每个轮系的转向角度设定值并不相同，所以需要对每个轮系的角度设定值进行分别校正；
步骤四、每个轮系根据校正过的转向角度设定值重新进行本轮系的闭环PID控制，进行转向角度的重新调节；
步骤五、进行转向角度设定值校正过的轮系角度最终将不断跟踪主轮系的实际转向角度进行整体转向，使整车转向快速一体化，不会出现卡滞现象；
所述悬挂同步控制方法为悬挂PID控制算法与共反馈同步误差校正相结合的控制方法；具体方法步骤如下：
步骤一、首先悬挂控制系统先对悬挂左前、左后、右前、右后四点进行单独控制，每个点根据悬挂高度设定值进行单独的悬挂高度PID控制输出，利用本点升降油缸的悬挂高度反馈完成悬挂高度闭环控制；
步骤二、在控制系统中设定误差最小值，当系统检测到左前升降油缸的悬挂高度到达与设定值误差最小值范围时，执行共反馈同步误差校正的跟踪控制；
步骤三、在共反馈同步误差校正时，系统利用左前升降油缸的实际的悬挂高度反馈值重新对的悬挂高度设定值进行修正，将各点升降油缸的悬挂高度设定值重新进行修改；
步骤四、每个点升降油缸根据校正过的悬挂高度设定值重新进行各点升降油缸的闭环PID控制，进行悬挂高度的重新调节；
步骤五、进行悬挂高度设定值校正过的各点悬挂高度最终将不断跟踪左前升降油缸的实际的悬挂高度进行调整；
步骤六、在整体悬挂处还另设有倾角检测装置，实时检测四个点的平衡状态，当四点悬挂高度调整一致，悬挂倾角达到设定值时，即结束悬挂高度的调整；
本悬挂控制方法调整速度快，平衡性能更好。
2.根据权利要求1所述的一种液压平板运输车控制方法，其特征在于，所述行走分离控制方法为在驾驶室仪表盘上增设一个速度按钮，由此速度按钮控制驱动马达的转速，由驾驶室内的手油门控制发动机转速，由驾驶室内的油门脚踏板控制行走泵的排量。
3.根据权利要求2所述的一种液压平板运输车控制方法，其特征在于，当所述速度按钮未按下时，控制系统根据负载对行驶速度进行控制，轻载时为高速，重载时为低速，当速度按钮按下时，由控制系统控制驱动马达进行强制低速行驶，当重载爬坡时，由控制系统控制驱动马达进行强制超低速行驶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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