[发明专利]基于广义阻滞力的液压动态调平方法

说明书

技术领域

本发明基于广义阻滞力的液压动态调平方法，特别涉及机动雷达特种车辆和液压悬挂重载运输车的动态调平方法，属于液压同步控制技术领域，多个液压缸采用电液比例阀进行控制，通过基于广义阻滞力建模的方法对移动的液压平台实施自动调平。

背景技术

液压调平技术广泛地应用在现代国防与民用技术中，例如机动雷达、火炮发射平台、大型钻机、静力压桩机、重型起吊车、重型运输车辆等设备在工作之前必须对其承载平台进行调平，使承载平台快速、稳定、精确地调整到水平位置。这些都属于液压平台的静态调平技术，之前有大量的文献和专利对其进行了相关的研究。

而动态调平技术对调节的实时性和快速性提出了更高的要求，例如机动雷达特种车辆行进过程中对空中目标的追踪和拦截时需要保持平台的水平，或者重载运输车通过弯道、坡道时需要保持车架水平和重心稳定。因此液压动态调平技术需要采用实时响应性更强，控制性能更好的控制算法来保证多液压缸的水平一致性即液压平台的水平性。

液压调平技术无论静态还是动态调平都属于液压同步控制研究领域，多液压缸的同步运动特性是十分复杂的，不同工况下负载的扰动、执行器的摩擦阻力、系统的泄漏、控制元件间的性能差异、空气的混入量以及系统各组成部分的制造和安装误差等机械、电气和液压等的因素都会影响到液压缸的行程；同时各液压缸同时运动时还存在着平面内的刚性牵连耦合，各液压回路之间存在着流量耦合。从目前的研究来看，液压同步控制研究大都集中两个或多个液压缸的类同性上，油路、元器件、执行机构以及控制参数的相似来保证液压的同步性，基本上忽略了各液压缸的差异性，并且没有考虑同步运动时平面内的刚性牵连耦合，其数学模型和控制模型的描述都存在明显的缺陷。由于基于机理模型的缺点有很多调平算法研究采用基于数据分析，比如模糊控制、神经网络控制等等，这些算法需要大量的数据样本，同时其实时性存在很大问题。综上所述，液压缸的运动特性的差异性、调平过程中负载变化、油温的变化、平面内的刚性牵连耦合等对液压缸行程都有着不同的影响，而且这些影响很难定量的去计算，因此在液压动态调平中怎么样消除这些影响从而达到较高调平精度的问题就很关键了，本发明就是要解决这个问题。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种为解决传统调平技术中存在的同步性和实时性差等问题，在液压动态调平系统中引入广义阻滞力，实现液压支腿的多回路实时自适应控制的液压动态调平方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：基于广义阻滞力的液压动态调平方法，采用广义阻滞力来代替动态调平过程中负载变化、油温变化、各液压缸平面内的刚性牵连耦合等时变且很难精确测的物理量，并且分析这些物理量与广义阻滞力对动态调平系统控制模型输入与输出的影响，建立基于广义阻滞力的液压动态调平系统的状态方程和输入输出方程；采用强跟踪滤波器的自适应控制算法对时变的非线性控制系统的动态参数，即广义阻滞力进行估计，得到液压动态调平系统的精确控制模型，根据系统的输入量，消除估计残差，控制输出量，完成调平。

基于广义阻滞力的液压动态调平方法，包括以下步骤：

a、引入广义阻滞力，分析广义阻滞力对液压缸行程的影响，建立包含有n个液压缸的广义阻滞力θ₁、θ₂…θ_n的液压动态调平系统的状态方程和输入输出方程，确定系统的采样周期T和调节时间t，根据系统的采样周期T对其离散化，得到离散化后的以n个液压缸流量即比例阀阀位u₁、u₂…u_n为输入量，n个液压缸位移ΔZ₁、ΔZ₂…ΔZ_n为输出量的系统方程，即液压动态调平系统控制模型；

b、液压平台由n个液压支腿支撑，静态时产生倾斜角，将双轴倾角传感器检测到的平台角度值α、β及平台的精度指标α₀、β₀通过A/D转换传入微控计算机；

c、编写基于强跟踪滤波器的自适应控制算法，将此算法打包，编程，植入控制器中，作为一个通用子程序进行调用，用来根据输入输出数据对参数广义阻滞力θ₁、θ₂…θ_n和液压支腿的纵向行程ΔZ₁、ΔZ₂…ΔZ_n进行估计和预测；