CN115454094A - 一种风洞设备运输系统自动控制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于风洞设备控制领域，公开了一种风洞设备运输系统自动控制装置及其控制方法。自动控制装置包括按照数据流动方向顺序闭环排布的控制器、并联的快速行走算法模块和精度控制算法模块、执行器、行走机构、传感器和控制器；控制器和行走机构之间并联有安装在风洞设备上的视频检测装置和限位开关。传感器包括安装在风洞设备上的并联的二维码传感器、激光位移传感器和编码器。自动控制方法通过多传感器配置提高可靠性，通过融合算法进行精确定位，通过快速行走算法模块和精度控制算法模块保证运行效率，最终达到了快速高效开展风洞设备运输的目的。
Description
技术领域
本发明属于风洞设备控制领域，具体涉及一种风洞设备运输系统自动控制装置及其控制方法。
背景技术
风洞试验过程中，需要对试验模型进行频繁的更换和测试，由于风洞内部空间狭小，环境要求高，在更换过程中，一般采取将试验模型连同固定试验模型的试验段进行整体移动，移出到安全宽敞的专门房间进行操作，以减少操作污染，提高风洞试验准备效率。对这类重要的风洞设备进行位置更换和调整，需要使用一种可靠的运输系统。常规风洞中，一般通过地面气垫运输车或者地面轨道等方式进行风洞设备转运，但控制方式一般通过简单的限位装置进行控制，具体行走位置还需要人工干预。但是，有些风洞设备对环境要求特殊，会出现工作人员不方便或者不能够进入的特殊环境。
由于风洞设备的就位精度与试验精度密切相关，同时风洞设备的运输时间和就位时间与风洞的运行效率相关，对可靠性要求和自动化要求都比较高。目前，大型风洞运输设备重量可达200吨，运输精度优于2mm。由于重载运输的惯性问题，以及大吨位定位精度问题，同时还要兼顾运输的效率和可靠性，仅靠人工干预行走位置的传统方法很难实现。
当前，亟需发展一种风洞设备运输系统自动控制装置及其控制方法。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种风洞设备运输系统自动控制装置，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种风洞设备运输系统自动控制装置的控制方法。
本发明的风洞设备运输系统自动控制装置，其特点是，所述的自动控制装置包括按照数据流动方向顺序闭环排布的控制器、并联的快速行走算法模块和精度控制算法模块、执行器、行走机构、传感器和控制器；控制器和行走机构之间并联有安装在风洞设备上的视频检测装置和限位开关；传感器包括安装在风洞设备上的并联的二维码传感器、激光位移传感器和编码器。
控制器通过传感器获取风洞设备的当前位置；在当前位置与目标位置距离大于距离阈值时，控制器采用快速行走算法模块控制风洞设备，在起始位置与目标位置距离小于距离阈值时，控制器采用精度控制算法模块控制风洞设备；执行器用于接受控制器的控制指令并传输至行走机构；行走机构驱动风洞设备前进后退；视频检测装置和限位开关用于安全连锁控制；二维码传感器、激光位移传感器和编码器用于获取风洞设备的实时位置。
本发明的风洞设备运输系统自动控制装置的控制方法，包括以下步骤：
S10.在控制器中输入起始位置，设定目标位置以及安全连锁条件；
S20.控制器读取风洞设备上的二维码传感器、激光位移传感器和编码器的值，通过融合算法得出风洞设备的精确位置，作为当前位置；
S30.设置距离阈值；控制器比较风洞设备的当前位置与目标位置的距离，决定采用快速行走算法模块或者精度控制算法模块；如果距离大于距离阈值，采用快速行走算法模块；如果距离小于距离阈值，采用精度控制算法模块；形成控制指令；
S40.控制器将控制指令传输至执行器，执行器输出执行指令并传输至行走机构，行走机构驱动风洞设备走行；
S50.风洞设备走行过程中，如果视频检测装置或者限位开关报警，则行走机构停车，如果视频检测装置或者限位开关未报警，则控制器读取风洞设备上的二维码传感器、激光位移传感器和编码器的值，重复步骤S20～步骤S40，直至风洞设备到达目标位置。
本发明的风洞设备运输系统自动控制装置及其控制方法解决了工作人员不方便或者不能够进入的特殊环境进行现场控制的问题；针对风洞设备移动精度、可靠性和效率等方面受限的问题，通过多传感器配置提高可靠性，通过融合算法进行精确定位，通过快速行走算法模块和精度控制算法模块保证运行效率，最终达到快速高效开展风洞设备运输的目的。
本发明的风洞设备运输系统自动控制装置及其控制方法，能够实现风洞设备在不同工作位置之间的自动运输，在保证可靠的前提下，提高了运行效率和定位精度。
附图说明
图1为本发明的风洞设备运输系统自动控制装置的结构示意图。
图中，1.控制器；2.快速行走算法模块；3.精度控制算法模块；4.执行器；5.行走机构；6.视频检测装置；7.限位开关；8.二维码传感器；9.激光位移传感器；10.编码器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
本实施例不以任何形式限制本发明，凡采取等同替换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
如图1所示，本发明的风洞设备运输系统自动控制装置包括按照数据流动方向顺序闭环排布的控制器(1)、并联的快速行走算法模块(2)和精度控制算法模块(3)、执行器(4)、行走机构(5)、传感器和控制器(1)；控制器(1)和行走机构(5)之间并联有安装在风洞设备上的视频检测装置(6)和限位开关(7)；传感器包括安装在风洞设备上的并联的二维码传感器(8)、激光位移传感器(9)和编码器(10)。
控制器(1)通过传感器获取风洞设备的当前位置；在当前位置与目标位置距离大于距离阈值时，控制器(1)采用快速行走算法模块(2)控制风洞设备，在起始位置与目标位置距离小于距离阈值时，控制器(1)采用精度控制算法模块(3)控制风洞设备；执行器(4)用于接受控制器(1)的控制指令并传输至行走机构(5)；行走机构(5)驱动风洞设备前进后退；视频检测装置(6)和限位开关(7)用于安全连锁控制；二维码传感器(8)、激光位移传感器(9)和编码器(10)用于获取风洞设备的实时位置。
本发明的风洞设备运输系统自动控制装置的控制方法，包括以下步骤：
S10.在控制器(1)中输入起始位置，设定目标位置以及安全连锁条件；
S20.控制器(1)读取风洞设备上的二维码传感器(8)、激光位移传感器(9)和编码器(10)的值，通过融合算法得出风洞设备的精确位置，作为当前位置；
S30.设置距离阈值；控制器(1)比较风洞设备的当前位置与目标位置的距离，决定采用快速行走算法模块(2)或者精度控制算法模块(3)；如果距离大于距离阈值，采用快速行走算法模块(2)；如果距离小于距离阈值，采用精度控制算法模块(3)；形成控制指令；
S40.控制器(1)将控制指令传输至执行器(4)，执行器(4)输出执行指令并传输至行走机构(5)，行走机构(5)驱动风洞设备走行；
S50.风洞设备走行过程中，如果视频检测装置(6)或者限位开关(7)报警，则行走机构(5)停车，如果视频检测装置(6)或者限位开关(7)未报警，则控制器(1)读取风洞设备上的二维码传感器(8)、激光位移传感器(9)和编码器(10)的值，重复步骤S20～步骤S40，直至风洞设备到达目标位置。
实施例1
在控制器1输入起始位置，设定目标位置；控制器1根据目标距离的远近和行走速度，采取快速行走算法模块2或者精度控制算法模块3获得控制指令并传输至执行器4，执行器4输出执行指令并传输至行走机构5，行走机构5驱动风洞设备行走，行走过程中，视频检测装置6检测风洞设备的实时位置，限位开关7判断行走机构5是否超出设定范围，风洞设备上的二维码传感器8、激光位移传感器9和编码器10分别采集或者计算风洞设备运动数据，并将运动数据传输至控制器1，由控制器1通过融合算法得出精确位置，不断调整当前位置，直至风洞设备到达目标位置。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可容易地实现另外的改进和润饰，发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (2)
1.一种风洞设备运输系统自动控制装置，其特征在于，所述的自动控制装置包括按照数据流动方向顺序闭环排布的控制器(1)、并联的快速行走算法模块(2)和精度控制算法模块(3)、执行器(4)、行走机构(5)、传感器和控制器(1)；控制器(1)和行走机构(5)之间并联有安装在风洞设备上的视频检测装置(6)和限位开关(7)；传感器包括安装在风洞设备上的并联的二维码传感器(8)、激光位移传感器(9)和编码器(10)。
控制器(1)通过传感器获取风洞设备的当前位置；在当前位置与目标位置距离大于距离阈值时，控制器(1)采用快速行走算法模块(2)控制风洞设备，在起始位置与目标位置距离小于距离阈值时，控制器(1)采用精度控制算法模块(3)控制风洞设备；执行器(4)用于接受控制器(1)的控制指令并传输至行走机构(5)；行走机构(5)驱动风洞设备前进后退；视频检测装置(6)和限位开关(7)用于安全连锁控制；二维码传感器(8)、激光位移传感器(9)和编码器(10)用于获取风洞设备的实时位置。
2.根据权利要求1所述的风洞设备运输系统自动控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10.在控制器(1)中输入起始位置，设定目标位置以及安全连锁条件；
S20.控制器(1)读取风洞设备上的二维码传感器(8)、激光位移传感器(9)和编码器(10)的值，通过融合算法得出风洞设备的精确位置，作为当前位置；
S30.设置距离阈值；控制器(1)比较风洞设备的当前位置与目标位置的距离，决定采用快速行走算法模块(2)或者精度控制算法模块(3)；如果距离大于距离阈值，采用快速行走算法模块(2)；如果距离小于距离阈值，采用精度控制算法模块(3)；形成控制指令；
S40.控制器(1)将控制指令传输至执行器(4)，执行器(4)输出执行指令并传输至行走机构(5)，行走机构(5)驱动风洞设备走行；
S50.风洞设备走行过程中，如果视频检测装置(6)或者限位开关(7)报警，则行走机构(5)停车，如果视频检测装置(6)或者限位开关(7)未报警，则控制器(1)读取风洞设备上的二维码传感器(8)、激光位移传感器(9)和编码器(10)的值，重复步骤S20～步骤S40，直至风洞设备到达目标位置。
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| CN202211219197.9A CN115454094A (zh) | 2022-10-08 | 2022-10-08 | 一种风洞设备运输系统自动控制装置及其控制方法 |
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| CN (1) | CN115454094A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117872776A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-04-12 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种基于反步设计的风洞运转架车智能控制系统及其方法 |
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2022
- 2022-10-08 CN CN202211219197.9A patent/CN115454094A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117872776A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-04-12 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种基于反步设计的风洞运转架车智能控制系统及其方法 |
| CN117872776B (zh) * | 2024-03-11 | 2024-06-21 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种基于反步设计的风洞运转架车智能控制系统及其方法 |
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