[发明专利]一种平台式水平面平面运动机构的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶模型试验的设备及其控制方法，尤其涉及一种用于测量船舶模型运动性能的平面运动机构的控制方法。

背景技术

平面运动机构广泛应用于船舶、飞机、机器人的运动性能试验，是造船工业和造船科学研究进行水池船模摇荡试验的基础设施。中国发明专利申请“平台式水平面平面运动机构”（中国发明专利申请号200910053196.X，公开号CN 101920764A）公开了一种平台式水平面平面运动机构，包括与辅助拖车连接的机构框架，直线轴承、滚轮轴承、滚珠丝杠、横荡伺服电机，编码器、横荡框架通过直线轴承和滚轮轴承与机构框架相连组成横荡部件。复合轴承、蜗轮蜗杆、圆周导轨、首摇伺服电机、编码器、连接板通过蜗轮蜗杆与横动框架相连组成首摇部件。调节前后连接杆之间距离的正反螺杆，调节连接杆长度的梯形螺杆，前后连接杆上部与连接板相连，下部通过接头、测力天平、与船模相联。横荡运动部件采用直线轴承和滚轮轴承组成的直线运动导轨刚性强，稳定性好，振幅大、精度高。首摇运动部件采用复合轴承和圆周导轨、蜗轮蜗杆组成的旋转机构，转动平稳，转角范围大，转矩大，自锁性好，精度高。前后连接杆之间距离和长度采用正反螺杆、梯形丝杠调节，方便准确，适用各种规格的船模。该运动机构虽然解决了现有的船舶水池平面运动机构横荡振幅小，液压驱动体积大，结构复杂的问题，但运动机构的精确控制问题仍然需要解决。

发明内容

本发明的目的是要提供一种平台式水平面平面运动机构的控制方法，可以利用PLC主机的精确定位控制功能实现运动机构工作状态的精确控制。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种平台式水平面平面运动机构的控制方法，所述的平台式水平面平面运动机构包括横荡运动部件和首摇运动部件，以及由PLC主机、横荡运动部件驱动单元、首摇运动部件驱动单元、模数转换模块和触模屏组成的控制装置，其特征在于所述的控制方法包括以下步骤：

S010：根据船模首摇运动和横荡运动的摇荡振幅与频率，计算首摇运动部件和横荡运动部件的驱动脉冲时间序列，建立控制参数表；

S020：检测首摇运动部件和横荡运动部件的零位状态，若首摇运动部件和/或横荡运动部件远离零位状态，则执行手动正转或反转操作，使首摇运动部件和横荡运动部件靠近零位；

S030：执行复位操作，使首摇运动部件和横荡运动部件回复零位，船模恢复初始位置；

S100：选择船模运动模式，若为横荡运动模式，转步骤S110；否则，转步骤S150；

S110：读取控制参数表，获取横荡运动模式的控制参数，生成横荡运动部件的脉冲时序表；

S120：横荡运动部件驱动单元通过横荡脉冲发生器，按照脉冲时序表发送脉冲序列；

S130：通过横荡旋转编码器反馈，横荡运动部件驱动单元的横荡伺服电机带动横荡运动部件往复运动；

S140：通过横荡位置反馈器采样并计算横荡运动部件的实际位置，反馈到PLC主机，控制船模实现横荡运动；

S150：读取控制参数表，获取首摇运动模式的控制参数，生成首摇运动部件的脉冲时序表；

S160：首摇运动部件驱动单元通过首摇脉冲发生器，按照脉冲时序表发送脉冲序列；

S170：通过首摇旋转编码器反馈，首摇运动部件驱动单元的首摇伺服电机带动首摇运动部件绕转轴摆动；

S180：通过首摇角度反馈器采样并计算首摇运动部件的实际位置，反馈到PLC主机，控制船模实现首摇运动。

本发明的平台式水平面平面运动机构的控制方法的一种较佳的技术方案，其特征在于还包括以下步骤：

S200：选择平面运动机构的运动方式，若选择连续运动方式，则转步骤S100自动连续运行；否则，转步骤S210执行手动单次运行；

S210：通过触摸屏输入首摇角和/或横荡位置；

S220：横荡运动部件驱动单元根据横荡振幅确定脉冲发送速率和数量，发送脉冲序列；首摇运动部件驱动单元根据首摇角确定脉冲发送速率和数量，发送脉冲序列；

S230：通过横荡旋转编码器反馈，横荡运动部件驱动横荡伺服电机，带动横荡运动部件到达预定位置；通过首摇旋转编码器反馈，首摇运动部件驱动单元驱动首摇伺服电机，带动首摇运动部件到达预定位置；

S240：通过横荡位置反馈器采样，计算横荡运动部件的实际位置，通过首摇角度反馈器采样，计算首摇运动部件的实际首摇角，控制船模准确定位到预定的首摇角和/或横荡位置。