PLC控制的四点自动调平系统

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1 引言

  某火炮发射车为了提高命中率,在发射火炮前,必须先进行承载平台的调平。承载平台由四条支腿和四个轮胎支撑,为了保证调平后水平度的稳定,调平时首先让轮胎离地,只让四条支腿支撑平台,以克服轮胎变形引起的平面变化。要实现自动调平,就必须使电气控制系统和液压系统在计算机的控制下,成为一个有机的整体,协调、高效、准确地运行。平台控制的关键技术是调平算法的选择和自动调平技术的实现。我们使用了2个水平传感器,分别检测前后和左右的倾斜度,而每个支腿的升高都可能引起它们的变化,因此从控制系统来看,这是一个多输入多输出的强耦合的动态过程[1]。

  火炮发射平台应该满足以下要求:

  (1) 调平后,平台由四条支腿支撑并与车体脱离;

  (2) 调平过程应在短时间内完成,并满足精度指标的要求;

  (3) 平台调平后,应进行锁定以保证平台的状态至少24小时不变。

  为了提高火炮的机动性,我们研究开发了plc控制的自动调平系统,这种系统调平时间短,调平精度高,操作简单可靠,对提高火炮的机动性能具有重大意义。

2 四点式平台的调平方法

  图1是四点式承载平台示意图。按照对称矩形方式,采用4个垂直油缸来支撑平台。这种支撑形式具有稳定性好、抗倾覆能力强等优点,因此被广泛用于机动火炮的发射过程[2]。

  调平系统中水平传感器安装如图2所示,水平传感器与平台的一条对角支点连线平行安装。平台有4个支点,平台重心不在两水平传感器交叉点上。如图2所示,2个方向倾角为α和β,传感器夹角为γ,则平台的倾斜度θ可以由α和β合成为:

  如果2个方向的控制精度为±δ,则调平后平台的水平误差为:

  从(2)式可以得到,控制度δ一定,当γ=90°时,平台的水平误差θ取*小值,因此在大多数的调平系统中,两个传感器都互相垂直安装。此时也就是说,两边的水平控制度应为整个平台水平控制度的,比如要求整个平台的倾斜度为2′,则控制时2个方向的控制度应该为。

  根据水平传感器测出的水平倾角可以判断出4个支承点的高低,找出*高点,按照“只升不降”的原则,采用升调平技术,把其他3个支点升高至与*高点处于同一水平面后,调平过程结束。其技术关键是如何根据2个水平倾角决定各支点应该升高的高度,以及采用哪种方法去**控制各支点升高的高度。

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