發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法
【專利摘要】一種發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法，包括頂蓋打開步驟和頂蓋關(guān)閉步驟，其特征在于：所述頂蓋打開步驟和頂蓋關(guān)閉步驟采用PI閉環(huán)控制的頂蓋聯(lián)動打開步驟和頂蓋聯(lián)動關(guān)閉步驟。本發(fā)明發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法，針對雙頂蓋為大型機械結(jié)構(gòu)，質(zhì)量大，慣性大的特點，為避免在頂蓋開關(guān)至截止角度時出現(xiàn)較為劇烈的晃動，對前后頂蓋開關(guān)都設(shè)置相應(yīng)的減速角度，頂蓋在到達減速角度時，控制系統(tǒng)減小比例閥的輸出降低頂蓋的速度，實現(xiàn)頂蓋的平穩(wěn)開關(guān)。
【專利說明】發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運動控制方法，具體的說，是涉及一種發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對發(fā)射平臺的發(fā)射準備時間要求越來越高，發(fā)射準備時間短、環(huán)境適應(yīng)能力強、智能化程度高已經(jīng)成為發(fā)射平臺未來的重要發(fā)展方向。
[0003]發(fā)射平臺根據(jù)其特殊性，若頂蓋采用單頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計將會造成結(jié)構(gòu)剛度下降，頂蓋在快速運動過程中容易損壞，且單個頂蓋質(zhì)量過大，控制難度大、控制精度難以保證；若采用雙邊開關(guān)的方式進行控制，雖然減小了頂蓋質(zhì)量，提高了結(jié)構(gòu)剛度，但是難以滿足發(fā)射平臺保溫性能的要求。而采用雙頂蓋單邊開關(guān)的方式可以很好的解決以上問題。
[0004]發(fā)射平臺的雙頂蓋為大型機械結(jié)構(gòu)，質(zhì)量大，慣性大，在頂蓋開關(guān)至截止角度時出現(xiàn)較為劇烈的晃動，影響對發(fā)射平臺的正常工作。
[0005]現(xiàn)有的發(fā)射平臺執(zhí)行頂蓋機構(gòu)動作采用采用開環(huán)方式實現(xiàn)頂蓋的開關(guān)，前后頂蓋動作速度不一致，導(dǎo)致前后頂蓋機構(gòu)相互干涉，造成前后頂蓋機構(gòu)的損壞，頂蓋的開關(guān)速度緩慢，延長了發(fā)射準備時間。
[0006]閉環(huán)控制系統(tǒng)(closed-loop control system)的特點是系統(tǒng)被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影響控制器的輸出，形成一個或多個閉環(huán)。閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負反饋，若反饋信號與系統(tǒng)給定值信號相反，則稱為負反饋(Negative Feedback),若極性相同，則稱為正反饋，一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負反PID調(diào)節(jié)器饋，又稱負反饋控制系統(tǒng)。
[0007](I)比例(P)控制，比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差(Steady-state error)。
[0008](2)積分(I)控制，在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)(Systemwith Steady-state Error)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種的發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法。
[0010]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
[0011]一種發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法，包括頂蓋打開步驟和頂蓋關(guān)閉步驟，所述頂蓋打開步驟和頂蓋關(guān)閉步驟采用PI閉環(huán)控制的頂蓋聯(lián)動打開步驟和頂蓋聯(lián)動關(guān)閉步驟。
[0012]頂蓋聯(lián)動打開步驟為:
[0013]開啟中泵比例溢流閥；中泵比例溢流閥輸出為24% ；
[0014]開啟中栗、后頂蓋開換向閥開啟；
[0015]后頂蓋比例流量閥每間隔200ms增加流量1%，直至流量達到38% ；
[0016]如果檢測的后頂蓋角度未達到大于等于10度，繼續(xù)檢測；
[0017]后頂蓋角度大于等于10度；
[0018]前頂蓋開換向閥開啟；
[0019]前頂蓋比例流量閥每間隔270ms增加流量1%，直至流量達到38% ；
[0020]閉環(huán)計算相關(guān)變量清零；
[0021]保存當前時刻，啟動500ms定時器；
[0022]計算前頂蓋角度和前頂蓋角速度；
[0023]計算后頂蓋角度和后頂蓋角速度；
[0024]計算前后頂蓋角度差,計算前后頂蓋角速度差；
[0025]計算目標角度差與實際角度差之間的差值；
[0026]計算目標角度差與實際角度差之間的差值和如后頂蓋角速度差的差值，計算比例、積分項得到閉環(huán)控制量；
[0027]前頂蓋比例流量閥按照閉環(huán)控制量輸出；
[0028]如果檢測的后頂蓋角度大于等于98度；后頂蓋比例流量閥每間隔IOOms減少流量1%，直至流量達到22% ；
[0029]如果檢測的后頂蓋角度未達到大于等于112度，返回計算前頂蓋角度和前頂蓋角速度；
[0030]如果檢測的后頂蓋角度大于等于112度；后頂蓋比例流量閥每間隔30ms減少流量1%，直至流量達到10% ；
[0031]后頂蓋開換向閥關(guān)閉；
[0032]前頂蓋比例流量閥輸出流量38% ;
[0033]如果檢測的前頂蓋角度未達到大于等于95度，繼續(xù)檢測；
[0034]如果檢測的前頂蓋角度大于等于95度；前頂蓋比例流量閥每間隔IOOms減少流量1%，直至流量達到22% ；
[0035]如果檢測的前頂蓋角度未達到大于等于105度，繼續(xù)檢測；
[0036]如果檢測的前頂蓋角度大于等于105度；前頂蓋比例流量閥每間隔30ms減少流量1%，直至流量達到10% ；
[0037]前頂蓋開換向閥關(guān)閉。
[0038]頂蓋聯(lián)動關(guān)閉步驟為:
[0039]開啟中泵比例溢流閥；中泵比例溢流閥輸出為24% ；
[0040]開啟中泵、前頂蓋關(guān)換向閥開啟；
[0041]前頂蓋比例流量閥每間隔200ms增加流量1%，直至流量達到37% ；
[0042]如果檢測的前頂蓋角度未達到小于等于100度，繼續(xù)檢測；
[0043]前頂蓋角度大于等于100度；后頂蓋關(guān)換向閥開啟；[0044]后頂蓋比例流量閥每間隔210ms增加流量I %，直至流量達到39% ；
[0045]閉環(huán)計算相關(guān)變量清零；
[0046]保存當前時刻，啟動500ms定時器；
[0047]計算前頂蓋角度和前頂蓋角速度；
[0048]計算后頂蓋角度和后頂蓋角速度；
[0049]計算前后頂蓋角度差,計算前后頂蓋角速度差；
[0050]計算目標角度差與實際角度差之間的差值；
[0051]計算目標角度差與實際角度差之間的差值和如后頂蓋角速度差的差值，計算比例、積分項得到閉環(huán)控制量；
[0052]后頂蓋比例流量閥按照閉環(huán)控制量輸出；
[0053]如果檢測的前頂蓋角度小于等于18度；前頂蓋比例流量閥每間隔IOOms減少流量1%，直至流量達到18% ；
[0054]如果檢測的后頂蓋角度未達到小于等于0.5度，返回計算前頂蓋角度和前頂蓋角速度；
[0055]如果檢測的后頂蓋角度小于等于0.5度；延時500ms，前頂蓋比例流量閥每間隔30ms減少流量I %，直至流量達到10 % ；
[0056]前頂蓋關(guān)換向閥關(guān)閉；
[0057]后頂蓋比例流量閥輸出流量39% ;
[0058]如果檢測的后頂蓋角度未達到小于等于18度，繼續(xù)檢測；
[0059]如果檢測的后頂蓋角度小于等于18度；后頂蓋比例流量閥每間隔IOOms減少流量1%，直至流量達到23% ；
[0060]如果檢測的前頂蓋角度未達到小于等于O度，繼續(xù)檢測；
[0061]如果檢測的前頂蓋角度小于等于O度；延時500ms，后頂蓋比例流量閥每間隔30ms減少流量I %，直至流量達到10 % ；
[0062]后頂蓋關(guān)換向閥關(guān)閉。
[0063]本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)的有益效果:
[0064]本發(fā)明發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法，
[0065]前后頂蓋雙回路單獨控制，通過采用比例流量閥分別控制前頂蓋回路和后頂蓋回路流量；前后頂蓋動作速度保持一致，前后頂蓋機構(gòu)相不干涉，防止前后頂蓋機構(gòu)的損壞，發(fā)射平臺執(zhí)行頂蓋機構(gòu)動作時采用雙頂蓋聯(lián)動的方式實現(xiàn)頂蓋的快速開關(guān)，縮短發(fā)射準備時間；前后頂蓋開關(guān)都設(shè)置相應(yīng)的減速角度，頂蓋在到達減速角度時，控制系統(tǒng)減小比例閥的輸出降低頂蓋的速度，實現(xiàn)頂蓋的平穩(wěn)開關(guān)；實現(xiàn)了前后頂蓋聯(lián)動開關(guān)復(fù)合動作控制，確保開關(guān)過程中前后頂蓋相對位置恒定，前后頂蓋從0°開啟至112°或從112°關(guān)閉至0°，整個控制流程時間< 22秒。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0066]圖1是本發(fā)明的控制系統(tǒng)框圖；
[0067]圖2是本發(fā)明的頂蓋聯(lián)動開關(guān)控制框圖；
[0068]圖3是本發(fā)明的頂蓋聯(lián)動打開流程示意圖；[0069]圖4是本發(fā)明的頂蓋聯(lián)動關(guān)閉流程示意圖；
[0070]圖5是本發(fā)明的液壓油路控制示意圖。
【具體實施方式】
[0071 ] 以下參照附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細的說明:
[0072]附圖中將前頂蓋簡稱前蓋；后頂蓋簡稱后蓋。
[0073]如圖1系統(tǒng)控制框圖所示，頂蓋聯(lián)動開關(guān)控制系統(tǒng)由兩臺基于英飛凌XC2287M-104F微處理器的嵌入式控制器、兩臺光電編碼器(型號8.5858.3222.2112)、2個比例流量閥(型號2FRE16-4X100LBK4M)、1個比例溢流閥(型號DBEM20-5X/315YG24K4M)、4個電磁換向閥(型號4WE10R31B/CG24N9K4)組成。控制系統(tǒng)采用雙編碼器分別測量前后頂蓋開關(guān)角度，通過CAN總線發(fā)送至主控制器；主控制器通過角度濾波后得到前后頂蓋的開關(guān)角度，再通過差分計算得到前后頂蓋的開關(guān)角速度，并依據(jù)閉環(huán)控制策略計算閉環(huán)輸出量，通過CAN總線通訊發(fā)送至閥件控制器；閥件控制器通過控制相關(guān)閥件控制頂蓋動作。
[0074]前后頂蓋動作采用液壓油缸驅(qū)動，控制系統(tǒng)采用PWM波控制方式調(diào)節(jié)比例閥輸出，通過2路比例流量閥分別控制前頂蓋回路和后頂蓋回路流量，I路比例溢流閥控制系統(tǒng)壓力，通過電磁換向閥的通斷控制頂蓋的開關(guān)。
[0075]頂蓋聯(lián)動PI閉環(huán)控制策略中閉環(huán)控制量Ut⑴為:
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法，包括頂蓋打開步驟和頂蓋關(guān)閉步驟，其特征在于:所述頂蓋打開步驟和頂蓋關(guān)閉步驟采用PI閉環(huán)控制的頂蓋聯(lián)動打開步驟和頂蓋聯(lián)動關(guān)閉步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法，其特征在于，所述頂蓋聯(lián)動打開步驟為: 開啟中泵比例溢流閥沖泵比例溢流閥輸出為24% ； 開啟中泵、后頂蓋開換向閥開啟； 后頂蓋比例流量閥每間隔200ms增加流量1%，直至流量達到38% ； 如果檢測的后頂蓋角度未達到大于等于10度，繼續(xù)檢測； 后頂蓋角度大于等于10度； 前頂蓋開換向閥開啟； 前頂蓋比例流量閥每間隔270ms增加流量1%，直至流量達到38% ； 閉環(huán)計算相關(guān)變量清零； 保存當前時刻，啟 動500ms定時器； 計算前頂蓋角度和前頂蓋角速度； 計算后頂蓋角度和后頂蓋角速度； 計算前后頂蓋角度差，計算前后頂蓋角速度差； 計算目標角度差與實際角度差之間的差值； 計算目標角度差與實際角度差之間的差值和前后頂蓋角速度差的差值，計算比例、積分項得到閉環(huán)控制量； 前頂蓋比例流量閥按照閉環(huán)控制量輸出； 如果檢測的后頂蓋角度大于等于98度；后頂蓋比例流量閥每間隔IOOms減少流量1%，直至流量達到22% ； 如果檢測的后頂蓋角度未達到大于等于112度，返回計算前頂蓋角度和前頂蓋角速度； 如果檢測的后頂蓋角度大于等于112度；后頂蓋比例流量閥每間隔30ms減少流量1%，直至流量達到10% ； 后頂蓋開換向閥關(guān)閉； 前頂蓋比例流量閥輸出流量38% ； 如果檢測的前頂蓋角度未達到大于等于95度，繼續(xù)檢測； 如果檢測的前頂蓋角度大于等于95度；前頂蓋比例流量閥每間隔IOOms減少流量1%，直至流量達到22% ； 如果檢測的前頂蓋角度未達到大于等于105度，繼續(xù)檢測； 如果檢測的前頂蓋角度大于等于105度；前頂蓋比例流量閥每間隔30ms減少流量1%，直至流量達到10% ； 前頂蓋開換向閥關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)射平臺大型雙頂蓋機構(gòu)單邊快速開關(guān)控制方法，其特征在于，所述頂蓋聯(lián)動關(guān)閉步驟為: 開啟中泵比例溢流閥沖泵比例溢流閥輸出為24% ；開啟中泵、前頂蓋關(guān)換向閥開啟； 前頂蓋比例流量閥每間隔200ms增加流量1%，直至流量達到37% ； 如果檢測的前頂蓋角度未達到小于等于100度，繼續(xù)檢測； 前頂蓋角度大于等于100度；后頂蓋關(guān)換向閥開啟； 后頂蓋比例流量閥每間隔210ms增加流量1%，直至流量達到39% ； 閉環(huán)計算相關(guān)變量清零； 保存當前時刻，啟動500ms定時器； 計算前頂蓋角度和前頂蓋角速度； 計算后頂蓋角度和后頂蓋角速度； 計算前后頂蓋角度差，計算前后頂蓋角速度差； 計算目標角度差與實際角度差之間的差值； 計算目標角度差與實際角度差之間的差值和前后頂蓋角速度差的差值，計算比例、積分項得到閉環(huán)控制量； 后頂蓋比例流量閥按照閉環(huán) 控制量輸出； 如果檢測的前頂蓋角度小于等于18度；前頂蓋比例流量閥每間隔IOOms減少流量1%，直至流量達到18% ； 如果檢測的后頂蓋角度未達到小于等于0.5度，返回計算前頂蓋角度和前頂蓋角速度； 如果檢測的后頂蓋角度小于等于0.5度；延時500ms，前頂蓋比例流量閥每間隔30ms減少流量I %，直至流量達到10 % ； 前頂蓋關(guān)換向閥關(guān)閉； 后頂蓋比例流量閥輸出流量39% ； 如果檢測的后頂蓋角度未達到小于等于18度，繼續(xù)檢測； 如果檢測的后頂蓋角度小于等于18度；后頂蓋比例流量閥每間隔IOOms減少流量1%，直至流量達到23% ； 如果檢測的前頂蓋角度未達到小于等于O度，繼續(xù)檢測； 如果檢測的前頂蓋角度小于等于O度；延時500ms，后頂蓋比例流量閥每間隔30ms減少流量I %，直至流量達到10 % ； 后頂蓋關(guān)換向閥關(guān)閉。
【文檔編號】F15B21/02GK104006038SQ201410207067
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】陸晶, 李德忠, 劉云秋, 吳齊才, 王忻, 劉海陽 申請人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院