[发明专利]一种灭火车CAN总线分布式伺服控制方法

摘要

本发明公开了一种灭火车CAN总线分布式控制方法，本方法通过灭火车CAN总线分布式伺服控制系统实现，该系统包括：具有CAN总线接口的伺服控制计算机（1）、具有CAN总线接口的伺服驱动器（2）、交流永磁同步伺服电机（8）、减速器（14）、电动缸（15）和具有CAN总线接口的位置角度传感器（20）等。其中，伺服驱动器（2）是以DSP为控制核心、采用空间矢量控制算法的全数字交流伺服驱动单元。本方法利用CAN总线把6个驱动单元和传感器组合在一起，实现了灭火车调平控制、发射装置方位和俯仰两个方向的运动控制，该方法方式具有结构简单，扩展性好，维修简单，可靠性高的优点。

主权项

一种灭火车CAN总线分布式伺服控制方法，其特征在于本方法的具体步骤为：第一步 搭建灭火车CAN总线分布式伺服控制系统灭火车CAN总线分布式伺服控制系统，包括：伺服控制计算机（1）、方位伺服驱动器（2）、俯仰伺服驱动器（3）、调平伺服驱动器A（4）、调平伺服驱动器B（5）、调平伺服驱动器C（6）、调平伺服驱动器D（7）、方位交流永磁同步电机（8）、俯仰交流永磁同步电机（9）、调平交流永磁同步电机A（10）、调平交流永磁同步电机B（11）、调平交流永磁同步电机C（12）、调平交流永磁同步电机D（13）、减速器（14）、俯仰电动缸（15）、调平电动缸A（16）、调平电动缸B（17）、 调平电动缸C（18）、调平电动缸D（19）、方位角度传感器（20）、俯仰角度传感器（21）和载车倾角传感器（22）；其中，载车调平模块（22）和转塔运控模块（23）置于伺服控制计算机（1）；载车调平模块（22）的功能为：控制灭火车车体调平；转塔运控模块（23）的功能为：控制发射装置运动；伺服控制计算机（1）、方位角度传感器（20）、俯仰角度传感器（21）、载车倾角传感器（22）、方位伺服驱动器（2）、俯仰伺服驱动器（3）、调平伺服驱动器A（4）、调平伺服驱动器B（5）、调平伺服驱动器C（6）和调平伺服驱动器D（7）都有各自的CAN接口，且均挂接在CAN总线上；方位伺服驱动器（2）、方位交流永磁同步电机（8）、减速器（14）和方位角度传感器（20）形成方位通道；俯仰伺服驱动器（3）、俯仰交流永磁同步电机（9）、俯仰电动缸（15）和俯仰角度传感器（21）形成俯仰通道；载车的支撑和调平采用了四个腿的方式，调平伺服驱动器A（4）、调平交流永磁同步电机A（10）和调平电动缸A（16）组成支腿A；同理调平伺服驱动器B（5）、调平交流永磁同步电机B（11）和调平电动缸B（17）组成支腿B；调平伺服驱动器C（6）、调平交流永磁同步电机C（12）和调平电动缸C（18）组成支腿C；调平伺服驱动器D（7）、调平交流永磁同步电机D（13）和调平电动缸D（19）组成支腿D；第二步 伺服控制计算机加电自检伺服系统各设备上电后，伺服控制计算机（1）、方位伺服驱动器（2）、俯仰伺服驱动器（3）、调平伺服驱动器A（4）、调平伺服驱动器B（5）、调平伺服驱动器C（6）、调平伺服驱动器D（7）、方位角度传感器（20）、俯仰角度传感器（21）和载车倾角传感器（22）首先进行初始化及自检；当自检完成后，伺服控制计算机（1）通过CAN总线接收指令灭火车控制中心发出的指令，伺服控制计算机（1）分解这些指令，并向灭火车控制中心反馈伺服系统的状态；第三步  载车调平模块（22）控制灭火车车体调平接收到车体调平命令后，载车调平模块（22）通过CAN总线，向调平伺服驱动器A（4）、调平伺服驱动器B（5）、调平伺服驱动器C（6）和调平伺服驱动器D（7）发送指令，同时接收它们反馈的状态信息，并确定它们是否工作正常；它们再分别控制调平交流永磁同步电机A（10）、调平交流永磁同步电机B（11）、调平交流永磁同步电机C（12）和调平交流永磁同步电机D（13）按照指令速度运动，从而使调平电动缸A（16）、调平电动缸B（17）、 调平电动缸C（18）、调平电动缸D（19）也按照指令速度伸出；载车调平模块（22）实时检测调平伺服驱动器A（4）、调平伺服驱动器B（5）、调平伺服驱动器C（6）和调平伺服驱动器D（7）反馈的电流信号，当该电流信号达到设定值后，则认为支腿A、支腿B、支腿C和支腿D已经落地；通过载车倾角传感器（22）检测的车体水平角度信号，找出灭火车车体的最高点，以车体最高点所在支腿为参考支腿，保持该支腿腿长不变，调整其他支腿的长度来调平车体；第四步  转塔运控模块（23）控制发射装置运动灭火车调平完成后，进入发射装置运动控制过程，转塔运动包含方位和俯仰两个方向的运动控制；转塔运控模块（23）接收发射装置运动指令，与当前转塔位置反馈信息比较，进行PID运算，形成速度指令；通过CAN总线，转塔运控模块（23）向方位伺服驱动器（2）发出运动指令，方位伺服驱动器（2）驱动方位交流永磁同步电机（8）及减速器（14）转动，从而控制发射装置按照方位指令运动；通过CAN总线，转塔运控模块（23）向俯仰伺服驱动器（3）发出运动指令，俯仰伺服驱动器（3）驱动俯仰交流永磁同步电机（9）及俯仰电动缸（15）运动，从而控制发射装置按照俯仰指令运动；至此，完成灭火车发射装置运动控制和载车调平控制。