一種多級缸起豎系統(tǒng)全過程穩(wěn)態(tài)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多級缸起豎系統(tǒng)過程控制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種應(yīng)用在發(fā)射車上的多級缸起豎系統(tǒng)全過程穩(wěn)態(tài)控制。
【背景技術(shù)】
[0002]為適應(yīng)現(xiàn)代快速變化的戰(zhàn)場環(huán)境，發(fā)射車應(yīng)具備較高的導(dǎo)彈快速起豎能力，并兼具較高的安全可靠性。發(fā)射車起豎系統(tǒng)通常采用大行程多級缸起豎系統(tǒng)，其控制過程多采用電液動態(tài)補(bǔ)償控制方法，通過控制算法對液壓開環(huán)系統(tǒng)運(yùn)動速度進(jìn)行糾正，在起豎末端進(jìn)行動態(tài)控制以實(shí)現(xiàn)精度提升，但是，由于其在起豎起始和換級調(diào)節(jié)時(shí)候的能力不足，存在全過程控制能力差、在油缸換級過程中壓力沖擊較大等缺點(diǎn)，會對起豎機(jī)構(gòu)和彈體帶來傷害。
[0003]在申請公開號為CN102269191A的中國發(fā)明專利中公開了一種基于多級油缸起豎系統(tǒng)的動態(tài)補(bǔ)償控制方法，其先搭建多級油缸起豎系統(tǒng)，當(dāng)多級油缸起豎到89度后，上位機(jī)對傾角傳感器的反饋角進(jìn)行差分計(jì)算，并靈活控制起豎角度速度在一定范圍內(nèi)，從而能控制起豎時(shí)間并提高控制精度。但是，其比例調(diào)速閥按照預(yù)定速度控制多級油缸起豎系統(tǒng)至末端，只是在末端開始對起豎角速度進(jìn)行控制，在起豎開始和末端前都是采用一致的起豎角速度，沒有考慮多級缸換級時(shí)候的“點(diǎn)頭”現(xiàn)象，實(shí)際使用中，“點(diǎn)頭”現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，整個(gè)發(fā)射車都在晃動，嚴(yán)重破壞控制系統(tǒng)的工作環(huán)境，也使得起豎過程不夠平穩(wěn)，降低了發(fā)射系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，對機(jī)械機(jī)構(gòu)具有較大損壞，減小了整個(gè)發(fā)射車的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種多級缸起豎系統(tǒng)全過程穩(wěn)態(tài)控制方法，通過設(shè)置起始運(yùn)動控制、中間換級控制以及末端控制，使多級缸起豎系統(tǒng)平穩(wěn)工作，目的在于解決多級缸起豎系統(tǒng)在全過程控制能力差、油缸換級過程中壓力沖擊較大的問題，相應(yīng)減少壓力沖擊大對起豎機(jī)構(gòu)和彈體帶來的傷害，并能提高發(fā)射車的使用壽命O
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多級缸起豎系統(tǒng)全過程穩(wěn)態(tài)控制方法，用于對導(dǎo)彈發(fā)射車的起豎系統(tǒng)進(jìn)行控制以使起豎過程平穩(wěn)，其特征在于，包括如下步驟:
[0006]S1:獲取每一級別的換級角度范圍，在各級別換級角度范圍的前、后分別設(shè)置減速觸發(fā)角度值和增速觸發(fā)角度值；
[0007]S2:啟動多級缸起豎系統(tǒng)；
[0008]S3:實(shí)時(shí)檢測起豎角度，控制驅(qū)動電壓大小使得多級缸在0.1° /s?0.2° /s的速度范圍內(nèi)以某一速度勻速起豎，直至起豎角度到達(dá)預(yù)定的首端增速觸發(fā)角度值，接著增大驅(qū)動電壓以提高起豎速度，完成起始運(yùn)動控制；
[0009]S4:在起豎角度依次到達(dá)每一級別的減速觸發(fā)角度時(shí)，減少驅(qū)動電壓，使得起豎角度在每一級的換級角度范圍前1°時(shí)對應(yīng)的起豎速度降至0.1° /s以內(nèi)，接著調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓使起豎速度維持在0.05° /s?0.25° /s范圍內(nèi)，控制油缸在換級角度范圍內(nèi)執(zhí)行換級，換級完成后在起豎角度到達(dá)該級換級后的增速觸發(fā)角度時(shí)，增大驅(qū)動電壓以提高起豎速度，以此方式完成中間換級控制；
[0010]S5:根據(jù)預(yù)定的末端控制角度值對多級缸起豎系統(tǒng)進(jìn)行末端控制，至此完成全過程穩(wěn)態(tài)控制。
[0011]進(jìn)一步的，所述步驟S5具體為:在預(yù)定的末端控制角度值前設(shè)置末端角度減速觸發(fā)值，在起豎角度到達(dá)末端角度減速觸發(fā)值時(shí)，減少驅(qū)動電壓，使得起豎角度到達(dá)末端控制角度值時(shí)對應(yīng)的起豎速度降至0.1° /s以內(nèi)，接著進(jìn)一步調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓，使起豎速度維持在0.05° /s?0.25° /s之間，在起豎角度達(dá)到89.9°時(shí)，關(guān)停驅(qū)動電壓，多級缸起豎系統(tǒng)依靠慣性自動到位。
[0012]進(jìn)一步的，首端增速觸發(fā)角度值大于多級缸起豎系統(tǒng)的起始角度值2° ;各級換級角度范圍前的減速觸發(fā)角度值小于該級換級角度范圍中最小值6°，并各級換級角度范圍后的增速觸發(fā)角度值大于該級換級角度范圍中最大值2° ;末端角度減速觸發(fā)值小于末端控制角度值6°。
[0013]進(jìn)一步的，步驟S4中，按照設(shè)定的變化量增大驅(qū)動電壓或者減小驅(qū)動電壓，所述設(shè)定的變化量為起豎速度變化0.05° /s時(shí)驅(qū)動電壓的變化量。
[0014]進(jìn)一步的，步驟S5中，所述的末端控制角度值為88°。
[0015]進(jìn)一步的，按照設(shè)定的變化量減少驅(qū)動電壓，所述設(shè)定的變化量為起豎速度變化0.05° /s時(shí)驅(qū)動電壓的變化量。
[0016]本發(fā)明中，增速觸發(fā)角度值是指起豎角度到達(dá)該值后進(jìn)行增速控制以提高起豎速度的角度值；換級角度范圍是指多級缸換級時(shí)的角度值范圍，一般起豎系統(tǒng)有二級起豎系統(tǒng)或者三級起豎系統(tǒng)，二級起豎系統(tǒng)的換級角度可能是45° ±1°，三級起豎系統(tǒng)的換級角度可能是30° ±1°的角度范圍內(nèi)、60° ±1°的角度范圍內(nèi)；減速觸發(fā)角度值是指起豎角度到達(dá)該值后進(jìn)行減速控制以降低起豎速度的角度值；首端增速觸發(fā)角度值是指在起豎開始后第一次進(jìn)行增速的角度值；末端角度減速觸發(fā)值是指起豎角度接近起豎完成前進(jìn)行減速控制的角度值，該角度值一般小于末端控制角度值6° ;末端控制角度值是指起豎角度到達(dá)該值后進(jìn)行末端控制的角度值，經(jīng)過末端控制后，就完成起豎，該角度通常為88°。
[0017]本發(fā)明中，起豎過程具體為:起豎開始時(shí)使多級缸以0.1° /s?0.2° /s的起豎速度勻速起豎至某一角度再增加起豎速度，該某一角度即為首端增速觸發(fā)角度值，即到達(dá)首端增速觸發(fā)角度值時(shí)增加起豎速度。使多級缸快速起豎，當(dāng)多級缸的起豎角度達(dá)到某一角度值開始降低起豎速度，為多級缸的換級做準(zhǔn)備，該某一角度值即為首次換級角度范圍前的減速觸發(fā)角度值，即到達(dá)首次換級角度范圍前的減速觸發(fā)角度值時(shí)減小起豎速度。起豎速度慢慢降至換級角度范圍時(shí)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓，使起豎速度維持在0.05° /s?0.25° /s范圍內(nèi)，并在該范圍內(nèi)完成換級。換級完成后，起豎角度達(dá)到換級后的增速觸發(fā)角度值時(shí)，增加驅(qū)動電壓，提高起豎速度，加速起豎。起豎角度逐漸增大。到下一級換級角度范圍前的減速觸發(fā)角度值或者到達(dá)末端角度減速觸發(fā)值時(shí)，再減小驅(qū)動電壓，降低起豎速度，為下一級換級做準(zhǔn)備或者為末端控制做準(zhǔn)備。具體的，如果多級缸只有二級，則只需進(jìn)行一次換級；若多級缸大于二級，則需要進(jìn)行至少兩次換級。起豎角度進(jìn)一步增大，待起豎接近尾聲時(shí)，起豎角度會先到達(dá)末端角度減速觸發(fā)值時(shí)，這個(gè)時(shí)候減小驅(qū)動電壓，降低起豎速度，使起豎速度到達(dá)末端控制角度值時(shí)對應(yīng)的起豎速度為0.1° /s以內(nèi)，接著進(jìn)一步調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓，使起豎速度維持在0.05° /s?0.25° /s之間，在起豎角度達(dá)到89.9°時(shí)，關(guān)停驅(qū)動電壓，多級缸起豎系統(tǒng)依靠慣性自動到位。至此，完成全過程穩(wěn)態(tài)控制。
[0018]本發(fā)明中，換級角度范圍為一個(gè)范圍值，換級角度范圍前的減速觸發(fā)角度值是比該級的換級角度范圍中最小值小6°，換級角度范圍后的增速觸發(fā)角度值是比該級的換級角度范圍中最大值大2°。
[0019]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案能夠取得下列有益效果:
[0020]1、本發(fā)明中，具有換級控制，在每次換級前，先降低起豎速度，保證換級在較緩慢的起豎速度完成，尤其使起豎速度維持在0.05° /s?0.25° /s范圍內(nèi)完成換級，能降低減少多級缸在換級時(shí)所帶來的壓力沖擊；進(jìn)一步的，起始時(shí)，使多級缸以0.1° /s?0.2。/s的起豎速度勻速起豎至增速觸發(fā)角度值，并且使多級缸以緩慢的起豎速度增大到末端控制角度值，到達(dá)該末端控制角度值后，進(jìn)一步使起豎角速度維持在0.05° /s到0.25° /s之間，并在起豎角度達(dá)到89.9°時(shí)，停止起豎控制，依靠慣性使系統(tǒng)自動到達(dá)指定角度，以上控制方式能進(jìn)一步減少多級缸在起始和停止時(shí)所帶來的壓力沖擊。通過起始控制、換級控制以及末端控制，能大幅度減少起豎全過程中的壓力沖擊、以及對起豎機(jī)構(gòu)和彈體帶來的傷害，最終能大幅度提高發(fā)射車的使用壽命。
[0021]2、采用調(diào)節(jié)電壓值的方式進(jìn)行控制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對起豎速度的調(diào)節(jié)，實(shí)際使用中，電壓控制方式相比電流控制方式更為精準(zhǔn)，其起豎到位精度誤差小于0.1°，誤差更小，可提高多級缸起豎系統(tǒng)的精度和可靠性。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中全過程穩(wěn)態(tài)控制方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0024]一種多級缸起豎系統(tǒng)全過程穩(wěn)態(tài)控制方法的具體步驟為:
[0025]S1:獲取每一級別的換級角度范圍，在各級別換級角度范圍的前、后分別設(shè)置減速觸發(fā)角度值和增速觸發(fā)角度值。
[0026]增速觸發(fā)角度值是指起豎角度到達(dá)該值后進(jìn)行增速控制以提高起豎速度的角度值；換級角度范圍是指多級缸換級時(shí)的角度值范圍，一般起豎系統(tǒng)有二級起豎系統(tǒng)或者三級起豎系統(tǒng)。譬如，二級起豎系統(tǒng)的換級角度可為45° ±1°，三級起豎系統(tǒng)的換級角度可為30° ±1°的角度范圍內(nèi)、60° ±1°的角度范圍內(nèi)。本實(shí)施例中，為三級起豎系統(tǒng)，其換級角度范圍是29°?31°、59°?61°。減速觸發(fā)角度值是指起豎角度到達(dá)該值后進(jìn)行減速控制以降低起豎速度的角度值；