基于伺服系统的车载自动调平系统研究与开发
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自动调平系统在车辆底盘上的使用作者:郑杨来源:《中国科技博览》2012年第26期[摘要]:本系统是为军工产品自行研制的车载自动调平系统,该系统可实现四点支撑到多点支撑的自动调平。
系统成功地把执行机构、锁定机构和速度、位置反馈装置进行了机电一体化设计,具有体积小、重量轻、可靠性高、无级调速、系统可长期锁定,维修简单,环境适应能力强等优点。
调平系统运用了滚珠丝杠传动、摆线针轮减速机、伺服电机、高功率晶体管驱动模块、双轴倾角传感器及全自动锁定解锁逻辑传动等。
[关键词]:自动调平中图分类号:TQ330.4+93 文献标识码:TQ 文章编号:1009-914X(2012)26-0289-011.产品组成与工作原理1.1.组成自动调平系统组成。
系统由4套撑腿、1套水平传感器和1套控制箱组成。
撑腿由滚珠丝杠副、减速机、编码器、伺服电机驱动器组成,控制箱由4套撑腿电机驱动器、低压电源、PLC控制器、文本显示器等组成。
1.2.工作原理a)撑腿:自动调平的执行机构。
PLC控制器的工作原理,通过水平传感器判断到工作平台不平时,分别给撑腿驱动器发指令,驱动撑腿完成工作平台的调平;b)PLC控制器:自动调平的核心控制单元。
所有控制指令都是从这里发出去的;各种反馈信号也都回到这里,使各个物理量的控制构成一个个相对独立的闭环系统,配备相应的AD/DA转换模块;c)水平传感器:用于测量工作平台与水平面的夹角;d)文本显示器:用来输入各种人工控制命令,并显示机构执行的状态;e)直流电源:给PLC、撑腿电机上的制动器和传感器供电。
2.主要性能指标a)调平精度:≤0.50°b)工作时间:调平时间≤2.5分钟(垫200mm垫木)c)单腿有效行程: 350mmd)锁定性能:刚性锁定e)整套额定承载:12吨f)单腿额定承载:6吨g)环境温度:工作温度:0°C~+40°C存储温度:0°C~+40°C(环境温度可根据用户要求进行设计)3. 工作原理首先调X轴的水平,当X轴水平后,调节Y轴的水平,最后X、Y都水平,平台调平结束。
车载机械自动调平机械系统设计作者:李浩东来源:《科学与财富》2018年第10期摘要:车载自动调平系统是高精度车载工作平台的重要组成部分,它既实现了高精度工作平台的水平精度,又缩短了系统的调平时间。
本文介绍了车载自动调平系统的组成及功能、工作原理、优势及技术特点、现实意义及市场前景。
文中研制了可使战车高炮系统到达各种凹凸路面地点后底盘快速精确达到水平的调平系统,使战车高炮系统迅速转换为作战状态或者常规状态,确保发出精确的炮弹角度,提高系统的机动性。
关键词:自动调平;控制系统;PLC;调平系统0 引言随着国内外军事形势和国防技术的发展,越来越多的军用设备需要根据任务需求随时变更工作地点。
对于装备各种重型武器的战车,必须保证在各种恶劣的地理环境下完成精确打击,并且保证这些军用设备的机动性能。
为了确保坦克火炮的连续射击精度,采用军用卡车底盘高射炮系统。
战场地形不均匀,如果仅仅使用轮胎支撑,水平误差将直接影响射击精度,弹性效果也会影响连续射击的稳定性。
因而火炮射击时,其底盘必须处于水平状态。
当卡车到达指定地点后,利用调平系统迅速将底盘调至水平状态,这样设备才能快速进入工作,工作完成后也能迅速转移。
此举既保证了设备的正常工作,又大大提高了设备的机动性。
1.调平系统组成及功能调平系统具备以下功能:平台全升、全降,撑腿落地自动检测,撑腿行程自动反馈,撑腿过行程和过载保护,水平监测,自动调平,撑腿自动锁定、解锁,本控、遥控等。
调平系统由4套水平展开机构、4套撑腿、1套双轴水平检测器、1套温控装置、1套控制箱、1套车外操作盒、电缆组等组成。
撑腿有电液式和机电式;控制箱由PLC控制器、低压电源、操作员面板、中间继电器和保护设备等组成。
各部分作用如下1)水平展开机构:实现撑腿水平展开和收回。
2)撑腿:车载自动调平系统的执行机构。
3)可编程控制器PLC:车载自动调平系统的控制核心。
控制命令通过PLC发出,同时采集反馈信号,使各个物理量构成一个个相对独立的闭环控制系统。
车载雷达机电式自动调平系统的方案
现代战争对雷达机动性能的要求越来越高,特别是机动陆面载体如车载雷达天线、发射架等设备,到达预定位置后,要求快速架设精确的水平基准。
车载平台的人工手动调平已很难满足军方对雷达快速架设、快速撤收,以及平台高精度调平的要求。
机电式自动调平与人工调平相比具有调平时间短、调平精度高、可靠性高等特点。
本设计是以单片机和CPLD 为控制核心,伺服控制器和伺服电机为执行单元的机电式四点支撑自动调平随动控制系统,能够实现机电式车载平台自动调平的全自动化、全闭环控制。
其优点在于调平时间短(少于3 分钟)、调平精度高(小于3)、可靠性高、可在恶劣环境下工作等方面。
系统组成
调平原理
调平方式通常有3 点式或4 点式,特殊的还有多点式如6 腿或更多腿平台。
本系统根据实际的应用情况,采用4 点式调平方式。
四点支撑的工作平台X 轴、Y 轴是根据水平传感器的安装位置确定工作平台面上互相垂直的两个轴向,调平原理如图1 所示。
在工作平台的支撑腿着地后, 控制系统开始进行调平。
通过水平传感器的检测信号,可以找出工作平台的最高点。
将水平传感器按如图1 所示方向安置于工作平台上,传感器输出含有X 和Y 轴信号,它们是与水平误差(角度) 成线性关系的数字信号。
当X0,Y 小于0 时,撑腿A 为最高点;X 小于0,Y
小于0 时,撑腿B 为最高点;X 小于0,Y0 时,撑腿C 为最高点;X0,Y 0 时,撑腿D 为最高点。
假设撑腿着地后撑腿A 为最高点(其他撑腿为最高点的情况相似),根据。
基于PLC的车载平台液压自动调平系统设计
甘志梅;寇桂岳
【期刊名称】《南昌工程学院学报》
【年(卷),期】2012(031)004
【摘要】很多车载设备需要调平后才能正常工作.以PLC为控制器、液压油缸为执行元件、双轴角度传感器作为反馈元件,采用最低腿调高法的调平策略,设计了一种车载平台的液压自动调平系统.并介绍了系统的液压系统组成及原理,控制系统硬件组成及软件实现方法.该系统调平速度快,调平精度高,能实现手动/自动调平切换且操作简单,有效提高车载平台的机动性.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】甘志梅;寇桂岳
【作者单位】南昌工程学院机械与电气工程学院,江西南昌330099;南昌工程学院机械与电气工程学院,江西南昌330099
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于PLC控制的大载荷四点支撑液压自动调平系统设计 [J], 席广辉;王峰;皇淼淼;陶烨
2.基于PLC的车载自动调平系统设计 [J], 李志民;黄辰
3.基于PLC控制的专用液压机的液压控制系统设计 [J], 舒英利;
4.基于液压支腿的无人机自动调平液压系统设计及仿真分析 [J], 郭付
5.基于STC89C51的液压自动调平系统设计 [J], 肖克;徐世许;刘镔震;王京擘因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
水平传感器轴
水平传感器轴
操作员界面
着地压力1YJ
着地压力2YJ
着地压力3YJ
着地压力4YJ
着地压力5YJ
水平限位1JK
水平限位2JK
水平限位3JK
水平限位4JK
系统中通常使用可编程控制器来控制,以第一个达到最高点的支撑腿为标准,其余腿作调整。
调节
角度与预期值相差较大时
值与预期的角度相差较小时
轴水平是否自动调平?
腿2,3慢速升
轴保持不变?
轴水平电机是否过载?是否到极限位置?
轴保持不变?
是否自动调平?腿3,4慢速升
N
是否到极限位置?
电机是否过载?
图达到最高点为例画出的微调流量图中央处理单元)的详细参数为11 W 的数据存储器。
本机具有输入,16特性,允许最大的扩展块为7个布尔量运算执行时间为输入电压为,输入电流在大负载时可达水平传感器系统采用玻璃液位开关三极管共电极与两个控制用电极。
当水平面为电流,为当失去水平状态时号之间的差异度时。
NJ307车载雷达调平控制系统的研究与实现的开题报告一、选题背景随着汽车工业的不断发展,车载雷达作为一种重要的感知技术,受到了广泛的关注和应用。
而车载雷达能够发挥其最大的作用,需要配合其他的控制系统共同实现。
其中,调平控制系统是非常重要的一种控制系统,能够使车载雷达自动调整探测角度,最大化雷达的探测效果和覆盖范围。
因此,研究和实现NJ307车载雷达调平控制系统具有非常重要的意义。
二、研究目的本研究旨在研究和实现NJ307车载雷达调平控制系统,通过对系统的分析、设计和实验等方法,探索调平控制系统的设计原理、控制算法和参数寻优方法,以提高系统的控制效果和性能。
三、研究内容(一)系统分析1.对NJ307车载雷达调平控制系统的技术特点和工作原理进行分析和研究;2.对调平控制系统的功能需求进行详细分析和规划;3.对调平控制系统涉及到的硬件设备和软件工具进行选型和设计。
(二)系统设计1.根据调平控制系统的功能需求,设计系统的总体结构、控制流程和控制策略;2.设计调平控制系统的控制算法和参数寻优方法;3.设计调平控制系统的通信协议和数据处理方法。
(三)系统实现1.进行调平控制系统的硬件搭建和软件编程;2.进行系统的集成和调试;3.进行控制效果的测试和验证。
四、研究意义1.提高NJ307车载雷达的探测效果和覆盖范围;2.为车载雷达控制系统的研究和应用提供新的思路和技术支持;3.为车载雷达的工业化生产提供重要的技术支撑。
五、研究方法和技术路线1.采用文献资料查阅、系统分析、仿真验证、电路设计和编程实现等方法进行研究;2.技术路线为系统分析、系统设计、系统实现和系统测试和验证。
六、预期成果实现可靠的NJ307车载雷达调平控制系统,提高系统的控制效果和性能。
并可以发表相关学术论文和参加相关学术会议。
136自动化控制Automatic Control电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering在现代地球物探领域内,制约光电搜索仪探测目标体位置与成像度精度的主要因素是仪器工作平台在机动车载体行进过程中无稳定的水平度,以往行业内的应用对象是使载体处于固定位置后再提供稳定工作平台供搜索仪进行探测[1],这已很难满足现代随动不间断测量的要求。
以此为出发点,项目以自动控制理论为引导,设计了一种三点刚性机电式支撑随动自调平系统,在硬件模块上运用PID 自控算法,实现了载体在行进过程中也能为搜索仪全时刻无间断提供稳定水平工作平台,且调平时间短、调平精度高,可靠性高,适应外界复杂地形能力强。
1 系统调平方案1.1 调平系统光电搜索仪车载平台自调平系统主要由检测装置、执行机构、控制系统以及电源模块四部分组成,用于载车在行进过程中随动不间断地将支撑仪器的平台由轻微倾斜姿态调整至水平基准内,降低外界不规则地形对搜索仪探测微弱信号精度的影响。
(1)检测装置采用一种双轴倾斜角度传感器测量搜索仪工作平台相对于水平基准平面的倾斜度,角度输出值的大小及分辨率是自调平系统步进调平与判定平台精度的评定依据。
(2)自调平系统采用三点刚性机电式支撑结构作为系统的执行机构,其固定辅助支撑轴与两条可移动步进轴通过球铰链与上平台链接,三轴呈等腰直角三角形分布,可移动轴采用精密滚珠丝杆结构将伺服步进电机转轴的旋转运动转换为系统步进调平伸缩的直线运动[2]。
(3)控制系统是光电搜索仪车载平台自调平系统的关键组成部分,其采用微控制器处理芯片作为模块的大脑,以高精度模数转换器ADC 模块采集到的姿态传感器的输出倾角值作为系统输入反馈值,与平台给定的平面水平度做比较求偏差后,输入经典PID 控制器中输出执行机构所需要的脉冲值,驱动步进电机步进伸缩调平。
(4)电源模块主要为步进执行机构、检测装置、控制系统以及相关外围电路提供稳定的能量来源。
基于PLC的自动调平控制系统研制的开题报告一、研究背景在目前的工业生产中,机器的自动化程度越来越高。
在一些自动化程度较高的生产线上,有一些需要精密控制的工作,例如工件的表面加工等。
但是,由于机器的制造和使用过程中难免会受到一些外界因素的影响,这些因素会导致机器的运动轨迹不稳定,最终影响到工件的精度和质量。
因此,需要一种能够实现自动调平的控制系统,来保证机器的运动轨迹的稳定性。
二、研究内容本文将研究基于PLC的自动调平控制系统,该系统能够通过传感器检测机器的运动轨迹并进行实时调整,从而使得机器的运动轨迹更加稳定。
具体来说,研究内容包括以下几个方面:1.系统设计:设计自动调平控制系统的硬件和软件结构,确定系统所需的传感器、执行器和PLC等控制器硬件,以及编写控制系统的程序。
2.传感器选择:研究适合自动调平控制系统的传感器类型,分析其优缺点,选择最合适的传感器。
3.自动调平算法研究:研究自动调平算法的原理和实现方式,设计适合本系统的算法,并对其进行模拟和仿真验证。
4.系统测试与分析:对设计的自动调平控制系统进行实际测试,分析测试数据,对系统在实际工作中的效果进行评估。
三、研究意义本研究旨在开发一种基于PLC的自动调平控制系统,能够实现对机器运动轨迹的实时监测和调整,提高了机器在工作过程中的稳定性和精度,从而提高了工件的质量和生产效率。
四、研究方法本研究采用实验研究法,通过实际测试来评估系统在工作中的效果。
具体研究方法包括:硬件和软件设计、传感器选择、自动调平算法研究、系统测试与分析等。
五、进度安排第一年:系统设计和编程、传感器选型和开发、自动调平算法的研究与设计;第二年:系统测试、数据分析、优化和改进。
六、可能存在的问题在研究过程中可能会遇到以下问题:1.传感器数据的异常:由于传感器本身的精度存在差异,可能会出现数据异常的情况,导致控制系统的误差增大。
2.算法的复杂性:自动调平算法的设计需要考虑众多因素,可能会出现算法复杂性过高、运算速度过慢的问题。
《重型平板车自动调平控制系统的研究》篇一一、引言随着现代工业技术的不断发展,重型平板车在物流、仓储、建筑等领域的应用日益广泛。
而其中,重型平板车的平稳性成为了一个至关重要的性能指标。
为提高其工作稳定性和安全性,自动调平控制系统显得尤为重要。
本文将着重研究重型平板车自动调平控制系统的相关技术及实现方式,旨在为相关研究与应用提供参考。
二、重型平板车自动调平控制系统的意义重型平板车作为工业运输的重要工具,其稳定性直接关系到工作效率和作业安全。
在不平整的路面或工作环境中,若没有有效的调平措施,容易导致车辆侧翻、货物倾倒等安全事故。
因此,开发一套自动调平控制系统对于提高重型平板车的安全性和稳定性具有重要意义。
三、系统组成及工作原理重型平板车自动调平控制系统主要由传感器模块、控制模块和执行模块三部分组成。
1. 传感器模块:负责实时检测平板车的倾斜角度和高度信息,通过高精度的传感器将数据传输至控制模块。
2. 控制模块:接收传感器模块的信号,通过算法处理后,输出控制指令给执行模块,实现调平控制。
3. 执行模块:根据控制模块的指令,驱动液压系统或电动系统调整车辆底部支撑点的高度,从而完成调平动作。
四、关键技术研究1. 传感器技术:选用高精度的角度传感器和高度传感器,确保实时、准确地检测车辆的状态。
2. 控制算法研究:采用先进的控制算法,如模糊控制、PID 控制等,实现对车辆状态的快速响应和精确控制。
3. 执行机构选择:根据实际需求,选择合适的液压系统或电动系统作为执行机构,确保调平动作的快速性和稳定性。
五、系统实现及性能测试1. 系统实现:根据系统组成及关键技术研究,设计并搭建重型平板车自动调平控制系统。
2. 性能测试:通过实际工作环境中的测试,验证系统的稳定性和可靠性。
测试内容包括系统响应时间、调平精度、抗干扰能力等。
六、应用前景及展望重型平板车自动调平控制系统的研究和应用,将极大地提高重型平板车的稳定性和安全性。
0 引言随着工业自动化设备的迅猛发展,伺服控制系统在工业生产中的应用越来越广。
在车载相控阵雷达领域,运用较多的是伺服调平系统、举升折叠系统、插销装置和驱动旋转系统。
传统的伺服调平系统大多采用PLC 和单片机控制,控制精度不够高、外围电路太复杂、I/O 控制引脚较少;检测着地的方式大多采用力矩检测,容易出现虚腿和过载。
该伺服调平系统采用FPGA 嵌入式可编程逻辑芯片控制,驱动电路简单;采用天线车倾角值变化量和力矩变化量作为检测着地的依据,可有效解决传统伺服调平系统的缺陷。
1 概述该伺服调平系统主要用于某车载相控阵雷达的自动调平,采用了机械式四点支撑结构,把执行机构、控制系统和显示装置进行了机电一体化设计,使伺服调平系统更加协调、高效、准确、可靠地运行,从而实现高精度的自动调平功能。
1.1 组成伺服调平系统主要由四条电动撑腿、一套倾角传感器、一套伺服调平控制箱组成。
四条电动撑腿为执行机构,由伺服电机、滚珠丝杆、减速机和摇把组成,摇把为伺服调平系统的附件,当某部件异常时,可手动调平或撑腿收回。
倾角传感器为伺服调平系统水平测量仪表,伺服调平控制箱为控制系统,它主要由伺服调平控制盒、伺服驱动器、操作指示面板、伺服调平显示板、直流电源和保护开关等组成。
1.2 工作原理该伺服调平系统应用了伺服控制的基本原理,将倾角传感器技术和伺服控制技术相结合,伺服电机、伺服驱动器、伺服调平控制盒、倾角传感器等构成伺服调平系统的控制机构带动执行机构调平载体。
伺服调平控制机构采用闭环模式,以电流、速度反馈为内回路,位置反馈为外回路。
倾角传感器为检测器件,定时将倾角值发送给伺服调平控制盒。
伺服调平控制盒实时监测倾角值,在不同的工作模式下,判断电动撑腿的各种运行状态(例如撑腿伸出、落地检测、正在调平、撑腿收回等),保证伺服调平系统精确高效的调平。
原理框图如图1所示。
2 结构化设计2.1 功能伺服调平系统的功能有自动调平、撑腿收回、撑腿伸出、动作停止、故障复位和系统调试。
车载雷达机电式自动调平控制系统研究为了提高车辆在不同路况下的行驶稳定性和安全性,车载雷达机电式自动调平控制系统近年来逐渐得到了广泛的应用和研究。
本文将对此系统的研究进行探讨和总结。
车载雷达机电式自动调平控制系统是一种通过车载雷达来检测车身姿态,然后通过电动调平系统对车身姿态进行控制,从而实现车辆稳定性的控制系统。
该系统主要包括车载雷达系统、控制器以及电动调平系统三个部分。
其中,车载雷达系统主要用于检测车辆当前的姿态,即车身的俯仰角、滚转角和偏航角等姿态参数;控制器则根据姿态参数实时地控制电动调平系统,使车身保持平衡。
车载雷达机电式自动调平控制系统主要应用于公路货运车辆、摆臂起重机、输电塔等高大型机械设备。
在这些设备中,车身的不稳定性往往会给人们的工作和生活带来严重的影响,因此,研究和应用车载雷达机电式自动调平控制系统是非常必要的。
对于车载雷达机电式自动调平控制系统的研究,最主要的问题就是如何根据车身的姿态参数实现对电动调平系统的精确控制,以保证车辆行驶的稳定性。
针对这一问题,在研究中,主要采用了模糊控制算法和PID控制算法两种控制方法。
其中,模糊控制算法是一种基于模糊逻辑原理的控制算法,其主要通过对输入和输出量之间的模糊量进行推导,来实现对复杂系统的控制。
而PID控制算法则是一种基于误差反馈原理的控制算法,其主要通过对系统的误差进行反馈,来实现控制系统的稳定性。
在具体的应用研究中,一些学者也对车载雷达机电式自动调平控制系统进行了仿真实验和应用实验。
实验结果表明,车载雷达机电式自动调平控制系统可以有效地提高车辆行驶的稳定性和安全性,并且可适用于各种不同的路况和工作环境。
综上所述,车载雷达机电式自动调平控制系统是一个非常有前途和广泛应用的控制系统,其具有很高的技术含量和广泛的应用前景。
在未来的研究中,可以进一步优化该系统的控制算法和应用方法,以提高其精度和稳定性,从而更好地服务于人们的工作和生活。
车载自动调平装置的快速调平策略及智能控制苏文斌1 ,邓飙2 ,宋博仕1 ,郭秦阳1( 1西安交通大学 机械工程学院,西安 710049; 2第二炮兵工程大学 二系,西安710025)摘要: 针对车载自动调平装置快速性和高精度的要求,采用“以面调面”追逐最高支撑点的调平策 略。
执行机构内环采用模糊 P ID 同传统 P ID 相结合的 P ID 控制器,外环采用 P D 控制器进行同步 控制,同步误差经 P D 控制器对从动执行元件进行补偿,从而保证了调平的高精度及快速性。
试验 结果表明: 该调平装置调平时间减少了 29 s ,调平精度在 3.4'以内。
关键词: 模糊控制; 误差; 同步; 算法; 试验 中图分类号: TH 137.9文献标识码: A文章编号: 1003-8728( 2014) 12-1897-05The F a s t L e v e li n g S t r a t e g y and I n t e lli g e n t C o n t r o l of Automatic V e h i c l e L e v e li n g D e v i c eSu W enb i n 1 ,Deng B i ao 2 ,Song B osh i 1 ,Guo Q i nyan g 1( 1Sch o o l o f M e ch a n i c a l E n g i n e e r i n g ,Xi'a n J i a oto n g Un i v e rs i t y ,Xi'a n 710049;2The Secondary of the Second A r t ill e ry A c a d e m y ,Xi'a n 710025)Ab s t r ac t : Ai m i ng at t he re q u i rem ent of f ast res pons e and h i gh p re c i s i on in aut om at i c v eh i c l e l ev e li ng d ev i c e ,t he l ev e li ng strategy of c has i ng the h i ghest anc hor on s urfac e adjust ed to s urf ac e is em p l oye d . The fuzzy P ID c om b i n i ng w i th the tra d i t i ona l PID is us ed as the i nner c ontro ll er and t he PD c ontro ll er is used as the outer c ontro ll er to sy n c hron i c a ll y c ontro l t he a c t uator ,i n w h i c h the s y n c hron i zat i on error is c om pens at ed t o the s l av e actuat or by PD c ontro ll er to ens ure t he h i gh -p re c i s i on and f ast res p ons e . T he ex p er i m ents show that and t he l ev e li ng t i m e c an b e reduc e t o 29s and t he l ev e li ng p re c i s i on is l ess t han 3.4 p o i nts . T hus t he l ev e li ng strat egy and c ont ro l a l gor i t hm hav e the s i gn i f i c an c e in eng i neer i ng a pp li c at i on .K e y w o r d s : c om puter s il u l at i on ; c ontro ll ers ; error c om p ens at i on ; f uzzy c ont ro l ; sy n c hron i z at i on于 4 点支撑的发射台调平液压控制系统方案; 但两 者调平精度比较差。