[发明专利]一种基于交叉耦合控制的特种车辆快速调平方法

说明书

本发明公开了一种基于交叉耦合控制的特种车辆快速调平方法，首先根据特种车辆三维模型建立特种车辆动力学模型；对每个支腿电机分别建立支腿电机模型；再设计基于ESO的ARC控制器；将特种车辆动力学模型导出生成MATLAB/Simulink子模块，作为特种车辆模块，在MATLAB/Simulink加入支腿电机模型，并结合设计的基于ESO的ARC控制器，在MATLAB/Simulink中搭建出上述控制器模块，利用交叉耦合控制，搭建特种车辆和支腿电机的控制仿真模块，对其赋予指令信号，通过调节控制器中的各个参数实现对特种车辆的快速调平。本发明提供的基于交叉耦合控制的特种车辆快速调平方法，有效的克服了各通道之间的耦合效应，满足了高精度的调平要求。

技术领域

本发明涉及车辆调平技术领域，具体涉及一种基于交叉耦合控制的特种车辆快速调平方法。

技术背景

对于特种车辆，除了车辆自身质量外，车辆上需加装各种功能的设备，一般情况，车辆上加装搭载的设备载荷比车辆底盘自身的质量要大。对于某些加装搭载的专用设备，需要在车辆上加支撑并调平后，设备才能正常工作。特种车辆多工作在恶劣环境中，比如车载雷达、天线、激光武器和火炮及车载DDFS作战平台等，由于设备随时需要更换位置，再次调整到水平状态的时间过长，想要充分发挥其作用，就必须具有高机动性能和快速反应性能。对于特种车辆来说调平时间、调平精度是调平系统优良的两个重要指标，采用汽车起重机调平方式已不能满足支撑的平稳性要求和快速调平的时间指标要求。

对于多缸同步系统控制的特种车辆，由于调平过程中系统存在复杂的外界干扰以及非线性因素，两缸的同步性既会影响双缸同步控制的精度，又可能破坏负载，因此必须考虑两侧电动缸的同步控制问题。要实现高精度同步控制，采用电动缸与支撑平台间的刚性联接，势必会增加各通道间的耦合效应，电机系统固有的非线性影响会更加显著，此时采用经典同步控制方法已不能满足高精度同步的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向于特种车辆调平的基于交叉耦合控制的方法，有效的克服了各通道之间的耦合效应，满足了高精度的调平要求，同时采用联合仿真技术，可以更好的模拟出具体调平过程，以便于分析仿真过程中的动力学特性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于交叉耦合控制的特种车辆快速调平方法，包括以下步骤：

步骤1，建立特种车辆三维模型，在ADAMS中，根据特种车辆三维模型建立特种车辆动力学模型。

步骤2，对每个支腿电机分别建立支腿电机模型。

步骤3，根据支腿电机的模型，设计基于ESO的ARC控制器。

步骤4，将ADAMS中的特种车辆动力学模型导出生成MATLAB/Simulink子模块，作为特种车辆模块，在MATLAB/Simulink加入支腿电机模型，并结合设计的基于ESO的ARC控制器，在MATLAB/Simulink中搭建出上述控制器模块，利用交叉耦合控制，搭建特种车辆和支腿电机的控制仿真模块，对其赋予指令信号，通过调节控制器中的各个参数实现对特种车辆的快速调平。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)提升了特种车辆的准备时间，有效的解决了经典同步控制无法满足大偏载、强耦合、强非线性及参数时变等环境下的控制精度要求的问题。

(2)采用MATLAB与ADAMS联合仿真技术，建立了与实际工况更为接近的特种车辆模型，可以得到车辆调平过程中的动态响应结果，为修改车辆控制方案提供意见。

(3)经过与其余学者的研究结果对比分析，本发明提供的仿真方法计算所得结果较为准确可靠，解决了现有技术的局限性。

附图说明

图1是Simulink与ADAMS数据交换原理图。

图2是交叉耦合控制的原理示意图。