[发明专利]自适应模糊面开关阀控液压自动调平方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种平台的调平方法，特别涉及一种重载大跨距发射或支撑平台的调平方法。本发明采用开关阀控液压系统，通过多点解耦方法对平台实施自动调平。

背景技术

在现代国防与民用技术中，常常需要把一个装载某些设备的承载平台精确地调整到水平位置，以提高系统的工作性能，达到某一指标要求。比如地面雷达、火炮发射平台、大型钻机、静力压桩机等设备在工作之前必须进行承载平台的调平，而且要求时间短、速度快、精度高、稳定性好。因此，调平系统工作性能的好坏，直接决定了整个系统的性能，调平部分也成为整个系统的重要部分。

自动调平技术在市政工程、航空、军事等方面都得到了广泛的应用，已经成为当前国内外普遍关注的焦点。目前的平台调平系统按照执行机构来分，主要有液压调平系统和机电式调平系统两种结构，按支撑方式分为三点、多点(四点、六点)支撑。调平理论主要依据“三点或两条相交直线确定一个平面”，调平方式主要有点调平、线调平和转轴调平，在此基础上形成了“升”调平、“逐点”调平、“角度误差”调平等多种方法。

由于液压系统保持性好、工作平稳、反应快、控制方便而且可以获得很大的推动力，现在大多重载大跨距发射(支撑)平台都采用液压调平系统。液压调平系统又主要分为开关阀控缸液压调平系统和电液比例阀(伺服阀)控缸液压调平系统两种。由于液压油的清洁程度和工作过程中液压油的油温变化对比例伺服系统的控制效果影响相当大，且这种影响是不可预知的，另外考虑到现场环境和成本等因素，现在大多的调平系统都采用开关阀控缸液压系统。而由于开关阀控缸的可控性较差，目前大多的研究又集中在液压比例(伺服)控制系统，这样就造成了实际需求与理论研究的背离。如何将先进的控制算法与开关阀控缸液压系统相结合达到较高的控制要求，就显得至关重要。

根据三点即可以确定一个平面的数学公理，三个支撑腿就可将支撑平台调平，但是三点调平的稳定性和抗倾覆能力较差，调平精度也不能保证。而对于多点(四点、六点)支撑平台，结构出现超静定问题即虚腿问题，四点调平出现一次超静定问题，六点调平出现多次超静定问题，因此大多数调平系统都采用四点调平。调平方式主要有点调平，线调平和转轴调平，主要采用由下至上(点——线——面)的调节方式，这样，多个调平支腿高度与水平传感器的两个水平角度输出就构成了多输入二输出系统，每一调平支腿的高度变动，都影响着平台的水平度，因此多点自动调平系统是一个强耦合的系统。现有的调平理论决定了调平方法只能采用单点、单向调节，而要实现多点调节必须依赖于复杂的控制方法。

目前液压调平领域使用的自动调平方式主要是通过较多的传感器和一套半理论半经验的工程解耦调平方法来完成的，这些调平方法一直局限于“以点调面”(三点确定一平面)的方法上，只是完全模拟人工手动调节过程，从而使得这些调平方式不仅调平精度不高，且极易出现调平震荡，调平时间往往也不能满足要求。因此，在调平过程中如何解决耦合与虚腿问题就成为关键，如何将先进的控制算法与开关阀控缸液压系统相结合，得出一种能够很好地解决耦合和虚腿问题并达到较高调平精度的技术就显得至关重要。

发明内容

本发明的目的是采用一种新的调平方法，解决传统自动调平技术中存在的虚腿、耦合等问题，实现重载大跨距发射或支撑平台的开关阀控液压系统的多点解耦自动调平，以提高调平精度、缩短调平时间。

本发明的自适应模糊面开关阀控液压自动调平方法包括采用神经网络对开关阀控液压系统的各液压支腿单向液压缸运动特性进行训练，确定单向液压缸在液压控制系统中行程Z、流量Q、负载F、通断时间t的函数关系，建立对应的模型；按照“以面调面”的面调平方法，各液压支腿同时运动，实现多向调节；通过自适应模糊面控制器对调平角度、行程和时间进行实时修正，得出角度修正量与行程修正量、时间修正量之间的关系，解决调平中的强耦合和虚腿问题，实现多点调节，直至达到水平精度要求。

本发明的自适应模糊面开关阀控液压自动调平方法具体包括以下步骤：

1、采用神经网络对平台n个液压支腿的运动特性分别进行训练，确定各液压支腿在液压控制系统中行程Z、流量Q、负载F、通断时间t的函数关系，建立各液压支腿单向液压缸的运动特性模型，将运动特性模型及特征参数存入微控计算机，得到行程与时间的确定的对应关系式：

2、将水平角度传感器检测到的平台角度值α、β及平台的精度指标α₀、β₀传入微控计算机；