CN109492305B - 一种基于发射车多级缸起竖控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于发射车多级缸起竖控制方法，属于发射车技术领域，能够提高了车控软件的重用度，降低软件代码维护成本。该方法通过输入的多级缸位置信息，以及使用参数装订手段动态加载的控制曲线参数，计算出控制多级缸起竖速度的比例阀开度占比，该方法具有参数化、可配置等优点，具有较高的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于发射车技术领域，涉及一种基于发射车多级缸起竖控制方法。
背景技术
近年来新研发射车的技术方案中对多级缸起竖控制时，基本采用如下方法实现：车控软件通过CAN总线接收多级起竖液压缸的位置信息，经过软件内通讯模块的解析后，根据起竖控制算法得到具体的比例阀输出开度，车控软件再通过CAN总线输出具体的比例阀控制指令，实现多级液压缸在起竖或回平过程中的速度控制。
现有发射车车控软件受不同型号要求、软硬件环境等因素影响，控制算法难以统一，特别是多级缸起竖控制等相较复杂的算法，软件复用难度较大，不利于装备软件的三化，影响发射车系统的任务完成质量。起竖控制算法的参数化配置，可适用于多个型号的车控软件，便于算法的重用和维护。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于发射车多级缸起竖控制方法，通过输入的多级缸位置信息(起竖油缸的俯仰角)，以及使用参数装订手段动态加载的控制曲线参数，计算出控制多级缸起竖速度的比例阀开度占比，具有参数化、可配置等优点。提高了车控软件的重用度，降低软件代码维护成本。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于发射车多级缸起竖控制方法：其特征在于，该方法包括以下内容：
(1)制定参数在线装订通信协议，使用该通信协议通过上位机向车控控制器发送含有参数信息的CAN总线报文；车控控制器收到后，将其解析为具体控制曲线参数并写入EEPROM中，车控控制器执行发射车起竖控制程序时，利用已完成装订的上述控制曲线参数，结合多级缸上倾角传感器反馈的俯仰角计算当前多级缸比例阀的开度占比，进行多级缸控制；
(2)其中控制曲线及控制曲线参数限定如下：
其中，比例阀开度大小的模拟量输出百分比为Y，当前起竖油缸的起竖角度为θ，
其中V1、V2、V3、V4分别表示4个等级的比例阀开度对应的模拟量输出百分比，各点含义如下：
V1:起竖动作中比例阀开度最小输出，用于起竖动作开始的比例阀初始输出以及起竖接近到位的低速输出；
V2:起竖动作中第二换级点减速后比例阀开度匀速输出；
V3:起竖动作中第一换级点减速后比例阀开度匀速输出；
V4:起竖动作中增速后比例阀开度最大输出，用于起竖动作中起竖油缸的高速输出；
A0：初始起竖角度，即多级起竖液压缸处于回收到位时，液压缸与地面的俯仰角；
S0：缓冲加速角，即多级起竖液压缸从静止状态加速至比例阀稳定输出的缓冲过程之间俯仰角变化值；
A0+L1：一级油缸降速拐点，即一级油缸开始减速时的起竖角度；
A0+L2：一级油缸降速终点，即一级油缸开始减速后开始保持匀速的起竖角度；
A0+L3：一级油缸加速拐点，即一级油缸开始加速时的起竖角度；
A0+L4：一级油缸加速终点，即一级油缸开始加速后开始保持匀速的起竖角度；
A0+L5：二级油缸降速拐点，即二级油缸开始减速时的起竖角度；
A0+L6：二级油缸降速终点，即二级油缸开始减速后开始保持匀速的起竖角度；
A0+L7：二级油缸加速拐点，即二级油缸开始加速时的起竖角度；
A0+L8：二级油缸加速终点，即二级油缸开始加速后开始保持匀速的起竖角度；
E1：三级油缸降速拐点，即接近起竖到位时三级油缸开始减速时的起竖角度；
E2：三级油缸降速终点，即三级油缸开始减速后开始保持匀速的起竖角度；
E3：起竖到位角度。
进一步地，约定上位机与车控控制器之间参数在线装订通信协议如下：
信息帧主要包括信息标识符和数据场，信息标示符包括功能码、发送节点ID和接收节点ID，功能码区分指令类型，数据场共8Byte。
进一步地，内容(1)的具体限定为：
上位机将需要装订的参数根据参数在线装订通信协议，对待配置参数写入CAN总线报文，并通过CAN总线通讯接口将其发送给车控控制器；同时，接收车控控制器反馈的应答消息并解析，判断接收到的应答消息是否正确；参数装订成功后，车控控制器根据接收到的参数ID，将其写入EEPROM中指定位置，车控控制器执行起竖控制程序前，将参数从EEPROM中回读取出后，根据参数ID识别具体参数含义，并将参数数值重新加载到起竖控制程序的对应变量中。
进一步地，装订的参数包括比例阀开度对应的模拟量输出百分比V1、V2、V3、V4，以及与俯仰角相关的角度信息A0、S0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、E1、E2、E3；将上述参数按照指定顺序排序，为其设定具体参数ID进行装订。
本发明的技术效果是：
使用参数装订手段动态加载的控制曲线参数，计算出控制多级缸起竖速度的比例阀开度占比，具有参数化、可配置等优点。
还有，通过EEPROM存储控制算法中的关键参数，可通过软件完成相关参数的修改、读取，掉电后数据不易丢失，且软件中设有数据有效性检查，具有较高的可靠性。
(1)控制曲线可配置，重用度较高
控制曲线中全部角度拐点、模拟量输出限值，均以固定格式存储在EEPROM中，车控软件使用时，可直接将关键参数从EEPROM中读取出来传递给相应变量，不需要反复更改软件源程序，提高了车控软件的重用度，降低软件代码维护成本。
(2)通用性好，可应用于多个型号
本发明采用C语言编写，可以独立构件的形式被重复调用，可移植性好，大部分操作系统和硬件平台均能使用，各型号车控软件均能使用，提高设备型号软件通用化程度。
本发明现已在某型号车控软件上使用，同时通过模拟测试软件向车控软件发送起竖油缸的起竖角度，并在模拟测试软件一端实时显示比例阀输出开度曲线，对起竖控制方法进行验证。经过模拟测试和实物验证，此方法功能、性能均满足使用要求，使用期间设备未出现故障。
附图说明
图1：起竖控制曲线示意图
图2：起竖算法流程示意图
图3：参数装订方法流程图
具体实施方式
下面对本发明进一步详细地描述。
本发明的一种基于发射车多级缸起竖控制方法：该方法包括以下内容：
(1)制定一套参数在线装订通信协议，通过上位机软件向车控控制器发送含有参数信息的CAN总线报文；车控软件收到后，将其解析为具体控制曲线参数并写入EEPROM中，软件执行起竖控制时，再利用已完成装订的控制曲线参数，以及多级缸上倾角传感器反馈的俯仰角计算当前多级缸比例阀的开度占比。
(2)其中控制曲线及参数限定如下：
多级起竖液压缸内不同级别的油缸对油量的需求不同，即相同比例阀开度会因油缸的大小不同产生速度上的差异，特别在不同油缸进行换级时，会产生较大的速度偏差，会降低设备安全性。因此，为保障发射车多级起竖液压缸起竖过程中，始终保持相对平稳的速度进行设备展开，需在多级缸换级或即将到位停止时进行减速控制，在通过换级区域后，进行加速控制。起竖控制曲线如图1所示，软件实现流程图见图2。
曲线横坐标表示当前起竖油缸的起竖角度θ，纵坐标表示比例阀开度大小的模拟量输出百分比Y。
其中V1、V2、V3、V4分别表示4个等级的比例阀开度对应的模拟量输出百分比，各点含义如下：
V1:起竖动作中比例阀开度最小输出，用于起竖动作开始的比例阀初始输出以及起竖接近到位的低速输出；
V2:起竖动作中第二换级点减速后比例阀开度匀速输出；
V3:起竖动作中第一换级点减速后比例阀开度匀速输出；
V4:起竖动作中增速后比例阀开度最大输出，用于起竖动作中起竖油缸的高速输出；
A0：初始起竖角度，即多级起竖液压缸处于回收到位时，液压缸与地面的俯仰角；
S0：缓冲加速角，即多级起竖液压缸从静止状态加速至比例阀稳定输出的缓冲过程之间俯仰角变化值；
A0+L1：一级油缸降速拐点，即一级油缸开始减速时的起竖角度；
A0+L2：一级油缸降速终点，即一级油缸开始减速后开始保持匀速的起竖角度；
A0+L3：一级油缸加速拐点，即一级油缸开始加速时的起竖角度；
A0+L4：一级油缸加速终点，即一级油缸开始加速后开始保持匀速的起竖角度；
A0+L5：二级油缸降速拐点，即二级油缸开始减速时的起竖角度；
A0+L6：二级油缸降速终点，即二级油缸开始减速后开始保持匀速的起竖角度；
A0+L7：二级油缸加速拐点，即二级油缸开始加速时的起竖角度；
A0+L8：二级油缸加速终点，即二级油缸开始加速后开始保持匀速的起竖角度；
E1：三级油缸降速拐点，即接近起竖到位时三级油缸开始减速时的起竖角度；
E2：三级油缸降速终点，即三级油缸开始减速后开始保持匀速的起竖角度；
E3：起竖到位角度。
具体控制曲线如下：
具体限定如下：
2,1制定参数在线装订通信协议
约定上位机与车控控制器之间进行参数装订的协议如下：
信息帧主要包括信息标识符和数据场，信息标示符包括功能码、发送节点ID和接收节点ID，功能码区分指令类型，数据场共8Byte。
1)发送参数数据
2)上位机对已装订参数进行查询
3)车控控制器向上位机反馈已装订参数
4)确定起竖控制算法所依赖参数
根据起竖控制算法公式可知，需通过参数装订手段更改的参数包括比例阀开度对应的模拟量输出百分比V1、V2、V3、V4，以及与俯仰角相关的角度信息A0、S0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、E1、E2、E3。因此，需将上述参数按照指定顺序排序，为其设定具体参数ID，如0-16。
2.2参数装订
车控控制器上电后，等待上位机通过CAN总线发送的参数设置报文和参数查询报文。
上位机软件将需要装订的参数根据参数在线装订通信协议，对待配置参数写入CAN总线报文，并通过CAN总线通讯接口将其发送给车控控制器；同时，接收车控控制器反馈的应答消息并解析，判断接收到的应答消息是否正确，若发送内容与接收内容不一致，装订失败。具体流程如下：
上位机：读取用户输入的配置参数
上位机：按照协议将待配置参数写入CAN总线报文
上位机：发送含有配置参数的CAN总线报文
车控控制器：接收含有配置参数的CAN总线报文
车控控制器：按照协议解析CAN总线报文配置参数
车控控制器：判断收到的配置参数是否正确
参数装订方法流程如图3所示。
2.3参数加载
参数装订成功后，车控软件根据接收到的参数ID，将其写入EEPROM中指定位置。车控软件执行起竖动作前，将相关参数从EEPROM中回读取出后，根据参数ID识别具体参数含义，并将参数数值重新加载到起竖控制算法的相关变量中。
Claims (4)
1.一种基于发射车多级缸起竖控制方法：其特征在于，该方法包括以下内容：
(1)制定参数在线装订通信协议，使用该通信协议通过上位机向车控控制器发送含有参数信息的CAN总线报文；车控控制器收到后，将其解析为具体控制曲线参数并写入EEPROM中，车控控制器执行发射车起竖控制程序时，利用已完成装订的上述控制曲线参数，结合多级缸上倾角传感器反馈的俯仰角计算当前多级缸比例阀的开度占比，进行多级缸控制；
(2)其中控制曲线及控制曲线参数限定如下：
其中，比例阀开度大小的模拟量输出百分比为Y，当前起竖油缸的起竖角度为θ，
其中V1、V2、V3、V4分别表示4个等级的比例阀开度对应的模拟量输出百分比，各点含义如下：
V1:起竖动作中比例阀开度最小输出，用于起竖动作开始的比例阀初始输出以及起竖接近到位的低速输出；
V2:起竖动作中第二换级点减速后比例阀开度匀速输出；
V3:起竖动作中第一换级点减速后比例阀开度匀速输出；
V4:起竖动作中增速后比例阀开度最大输出，用于起竖动作中起竖油缸的高速输出；
A0：初始起竖角度，即多级起竖液压缸处于回收到位时，液压缸与地面的俯仰角；
S0：缓冲加速角，即多级起竖液压缸从静止状态加速至比例阀稳定输出的缓冲过程之间俯仰角变化值；
A0+L1：一级油缸降速拐点，即一级油缸开始减速时的起竖角度；
A0+L2：一级油缸降速终点，即一级油缸开始减速后开始保持匀速的起竖角度；
A0+L3：一级油缸加速拐点，即一级油缸开始加速时的起竖角度；
A0+L4：一级油缸加速终点，即一级油缸开始加速后开始保持匀速的起竖角度；
A0+L5：二级油缸降速拐点，即二级油缸开始减速时的起竖角度；
A0+L6：二级油缸降速终点，即二级油缸开始减速后开始保持匀速的起竖角度；
A0+L7：二级油缸加速拐点，即二级油缸开始加速时的起竖角度；
A0+L8：二级油缸加速终点，即二级油缸开始加速后开始保持匀速的起竖角度；
E1：三级油缸降速拐点，即接近起竖到位时三级油缸开始减速时的起竖角度；
E2：三级油缸降速终点，即三级油缸开始减速后开始保持匀速的起竖角度；
E3：起竖到位角度。
2.根据权利要求1所述 的一种基于发射车多级缸起竖控制方法，其特征在于，约定上位机与车控控制器之间参数在线装订通信协议如下：
信息帧主要包括信息标识符和数据场，信息标示符包括功能码、发送节点ID 和接收节点ID，功能码区分指令类型，数据场共8Byte。
3.根据权利要求1所述 的一种基于发射车多级缸起竖控制方法，其特征在于，内容(1)的具体限定为：
上位机将需要装订的参数根据参数在线装订通信协议，对待配置参数写入CAN总线报文，并通过CAN总线通讯接口将其发送给车控控制器；同时，接收车控控制器反馈的应答消息并解析，判断接收到的应答消息是否正确；参数装订成功后，车控控制器根据接收到的参数ID，将其写入EEPROM中指定位置，车控控制器执行起竖控制程序前，将参数从EEPROM中回读取出后，根据参数ID识别具体参数含义，并将参数数值重新加载到起竖控制程序的对应变量中。
4.根据权利要求1或3所述 的一种基于发射车多级缸起竖控制方法，其特征在于，装订的参数包括比例阀开度对应的模拟量输出百分比V1、V2、V3、V4，以及与俯仰角相关的角度信息A0、S0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、E1、E2、E3；将上述参数按照指定顺序排序，为其设定具体参数ID进行装订。
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