[发明专利]一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统

权利要求书

1.一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统，其特征在于，包括上位机和下位机，

所述上位机为工业计算机，负责采集、显示试验台运行状态信息，根据反馈的数据，适时调整控制策略；同时记录试验数据，生成相应试验报告；

所述下位机由PMAC运动控制卡附以工控机构成，内置多轴运动控制模块和接口模块，用于根据上位机的控制指令控制各执行部件，实现对吊索的恒张力控制；

所述下位机按功能分为三部分：辅助吊点张力控制单元、辅助吊点跟随控制单元和主调点、行车和转盘控制单元；

辅助吊点张力控制单元，包括收绳电机、角度传感器、力传感器、电动缸和弹簧，负责辅助吊点和备用吊点共5套吊挂装置中吊索的恒张力控制；

辅助吊点跟随控制单元，包括水平二维滑台和角度传感器，通过角度传感器采集的数据计算出吊索的伸缩量和在X、Y轴的倾角，计算出二维滑台各轴的位移量，从而完成对辅助吊点二维滑台的位置控制，控制吊点跟随巡视器车轮的运动，保证每个吊索始终保持铅垂；

主调点、行车和转盘控制单元，包括行车、转盘、力传感器、角度传感器，通过采集力传感器、角度传感器信息，分析巡视器的运动轨迹，确定巡视器横向和纵向运动的偏移量和转角，控制跟随平台作相应的横向和纵向运动，保证各吊点始终处于工作行程范围内并且保证格调点张力恒定。

2.根据权利要求1所述的一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统，其特征在于，所述试验台运行状态信息包括位置、速度/加速度、主/被动约束力、静刚度分布、工作行程、动力平衡、碰撞及干涉检查信息。

3.根据权利要求1所述的一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统，其特征在于，所述试验报告包括试验数据报告、设备运行记录报告、设备维护记录报告。

4.根据权利要求1所述的一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统，其特征在于，所述上位机和下位机之间通过工业以太网进行通讯。

5.根据权利要求1所述的一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统，其特征在于，所述下位机与各执行部件通过现场总线进行命令和数据的发送。

6.根据权利要求1或5所述的一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统，其特征在于，所述各执行部件包括伺服电机、力矩电机、编码器、转盘、力传感器、角度传感器。

7.根据权利要求1所述的一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统，其特征在于，所述辅助吊点张力控制单元根据上位机的指令，在垂直方向工作行程范围内实现恒定的吊索张力；通过力传感器的反馈信息计算吊索的张力变化值，从而控制电动缸的伸缩来改变弹簧的变形量，使吊索张力为恒张力；当电动缸位移达到设定值时，收绳电机动作来收放吊索，从而保证吊索张力恒定。

8.根据权利要求1所述的一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统，其特征在于，所述恒张力控制采用弹簧缓冲装置实现，根据恒张力控制杆的偏移信号，对吊索进行PID控制，保证恒张力控制杆在正常的工作范围内，具体为：

在系统运行过程中，当力传感器测量值减少时，电动缸伸出，推动动滑轮，张紧吊索，使吊索的张力满足张力要求；当电动缸的伸出量达到Smax时，系统启动收绳电机，缓慢收缩吊索，电动缸根据力传感器的张力变化收缩；当吊索收缩至使电动缸行程为Smid时，收绳电机停止工作，收绳电机制动抱闸抱紧。

9.根据权利要求1所述的一种1/6g低重力平衡吊挂装置的控制系统，其特征在于，所述辅助吊点跟随控制单元采用经典的PID控制原理，通过控制伺服电机的运动，保证吊索始终保持铅垂。