[发明专利]一种用于锻造操作机夹钳的位姿观测器控制方法

权利要求书

1.一种用于锻造操作机夹钳的位姿观测器控制方法，包括由夹钳、前吊杆、前摆臂、后摆臂、连杆、后吊杆、第一液压缸、第二液压缸构成的平行连杆式锻造操作机悬挂机构，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，确定观测器的输入、基本结构参数与输出；

步骤2，基于结构位置运动关系，建立观测器内部求解运算过程；

步骤3，基于c语言，对位姿观测器进行编程封装，建立可视化界面。

2.根据权利要求1所述的一种用于锻造操作机夹钳的位姿观测器控制方法，其特征在于，步骤2中，建立观测器内部求解运算过程的具体内容如下：

由于a、d两点坐标已知，故铰点a、d之间连线距离l_ad与水平方向的夹角角度θ₁已知，其表达式如下：

式中：y_a——a点的纵坐标位移；

x_a——a点的横坐标位移；

y_d——d点的纵坐标位移；

x_d——d点的横坐标位移；

已知第一液压缸位移传感器的检测值x₁作为观测器的输入，则可首先求出Δadi中的∠dai为：

式中：l_ai——ai两点所表示的杆的长度；

l_ad——ad两点所表示的杆的长度；

l_di——di两点所表示的杆的长度；

Δaie中的∠iae为：

式中：l_ae——ae两点所表示的杆的长度；

l_ie——ie两点所表示的杆的长度；

铰点a、e之间连线与x方向之间的夹角θ₂为：

θ₂＝180-∠dai-∠iae-θ₁

则e点坐标为：

x_e＝l_ae.cosθ₂

y_e＝-l_ae.sinθ₂

由于c点坐标固定已知，联合上式的e点坐标，铰点c、e连线与x方向之间的夹角θ₃为：

已知第二液压缸位移传感器的检测值x₂作为观测器的输入，则可求出Δceg中的∠ceg为：

式中：l_eg——eg两点的距离；

l_cg——cg两点所表示杆的杆长。

则le两点连线与ce两点连线延长线的夹角θ₄为：

θ₄＝180-θ₃-∠ceg

由于el两点的距离l_el已知，可求得l点坐标为：

x_l＝x_e+l_el.cosθ₄

y_l＝y_e-l_el.sinθ₄

则夹钳末端标示点M的坐标为：

x_M＝x_l+L_x

y_M＝y_l+L_y

式中：L_x——末端指示点M与l点横坐标位移差；

L_y——末端指示点M与l点纵坐标位移差。

3.根据权利要求1所述的一种用于锻造操作机夹钳的位姿观测器控制方法，其特征在于：所述位姿观测器由输入信号处理及显示窗口、基本参数输入窗口、内部求解运算程序、轨迹显示窗口、操作按钮组成；第一液压缸、第二液压缸上的位移传感器将信号传递给观测器，将电压值或电流值在输入处理及显示窗口中进行数据处理及显示，转化为真实位移量x₁与x₂，并代入到观测器内部求解运算程序中，结合基本参数输入窗口中给定的锻造操作机悬挂机构参数值进行夹钳末端轨迹运算，最后观测器将内部求得的锻造操作机夹钳末端轨迹(x_M、y_M)输出到轨迹显示窗口中进行显示，以供作业人员进行查看；在观测器界面还设有人工操作按钮，包括开始、停止和储存按钮。