[发明专利]核聚变装置用电液伺服重载并联平台控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种核聚变装置用电液伺服重载并联平台控制系统，其特征在于：包括主控制器，其输入端分别与姿态测量系统、液压系统传感反馈单元的输出端相连，其输出端分别与阀组控制单元、液压基站控制单元的输入端相连，其输入输出端通过无线通信模块与上位机通讯，其输入输出端与人机交互装置的输入输出端相连。

2.根据权利要求1所述的核聚变装置用电液伺服重载并联平台控制系统，其特征在于：所述姿态测量系统包括姿态测量控制器、用于测量车厢与并联平台上平台姿态和高度的车厢姿态测量传感单元和用于测量车厢密封门与窗口对接姿态和位置的窗口对接姿态传感单元，车厢姿态测量传感单元由分别安装在车厢底板四个边角处的四个激光测距传感器组成，窗口对接姿态传感单元由安装在车厢密封门位置处的八个激光测距传感器组成，车厢姿态测量传感单元、窗口对接姿态传感单元的输出端与姿态测量控制器的输入端相连，姿态测量控制器通过LAN通讯接口与主控制器的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的核聚变装置用电液伺服重载并联平台控制系统，其特征在于：所述液压系统传感反馈单元由液压缸位移传感器、用于实时反馈液压状态的液压缸进油口压力传感器、液压缸回油口压力传感器、主油路压力传感器、主回路压力传感器、主油路流量传感器和主回路流量传感器组成，液压缸位移传感器、液压缸进油口压力传感器、液压缸回油口压力传感器、主油路压力传感器、主回路压力传感器、主油路流量传感器和主回路流量传感器均与主控制器的输入端相连。

4.根据权利要求1所述的核聚变装置用电液伺服重载并联平台控制系统，其特征在于：所述阀组控制单元包括第一模拟量输出控制模块、第一数字量输出控制模块，主控制器的输出端分别与第一模拟量输出控制模块、第一数字输出量控制模块的输入端相连，第一模拟量输出控制模块的输出端分别与伺服阀、比例节流阀相连，第一数字量输出控制模块的输出端分别与电磁换向阀、开关阀相连。

5.根据权利要求1所述的核聚变装置用电液伺服重载并联平台控制系统，其特征在于：所述液压基站控制单元包括电机控制器、第二模拟量输出控制模块和第二数字量输出控制模块，主控制器的输出端分别与电机控制器、第二模拟量输出控制模块和第二数字量输出控制模块的输入端相连，电机控制器的输出端分别与第一伺服电机、第二伺服电机相连，第二模拟量输出控制模块的输出端分别与比例减压阀、第一、二比例溢流阀相连，第二数字量输出控制模块的输出端与电磁开关阀相连。

6.根据权利要求1至5中任一项所述控制系统的控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：

（1）主控制器接收上位机发出的控制命令；

（2）主控制器通过调用液压基站控制单元和阀组控制单元，驱动液压缸，使得各只液压缸驱动达到设定的压力、速度和位移； 

（3）在液压缸驱动运动过程中，主控制器不断调用液压系统传感反馈单元，用以修正液压缸驱动量；同时，姿态测量系统不断反馈车体和窗口对接姿态及位置信息至主控制器，以不断优化规划轨迹点。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述主控制器在接收上位机发出的命令后，把当前并联平台的状态信息以无线通讯方式发送至上位机，同时通过人机交互装置显示出当前执行机构的运动状态。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：根据力/位伺服通道切换的需要，由主控制器调节伺服阀的参数，用以控制液压缸的进油口液压油的压力和流量，同时控制电磁换向阀，将液压缸的回油口经比例节流阀与油箱连通时，实现流量二级精确调整功能，即具备位置伺服功能，并消除各只油缸之间的流量耦合；当主控制器控制电磁换向阀处于中位机能，第二单向溢流阀由比例节流阀控制其外控油口，控制其溢流压力系数，进行比例调控，实时调整液压缸的回油口背压，实现压力二级精确调整功能，即力伺服功能，并消除各只油缸之间的压力耦合。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：控制系统初始化，等待上位机发出操作任务指令，主控制器根据各液压缸的位移传感器及姿态测量系统实时反馈和上位机的指定位置命令，调整和给出并联平台的运动轨迹和姿态，同时将其映射到液压基站控制单元上的调控，即启动第一、二伺服电机和泵组，给出液压需求的压力和流量，完成相关阀组控制，调节各只油缸的压力和流量，以调节各液压缸的位置和速度，即完成姿态调整，各自由度完成调整后，即达到对接位置和精度要求，进入液压缸锁紧模式，以待车厢内部完成对托卡马克窗口的操作。