一种大跨度高精度液压伺服转台的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种液压伺服控制系统的控制方法，主要特点是针对大跨度转台的平稳控制及台体的温度要求，提出一种多路测角及控制模拟量实时比对技术，对轴两端马达独立控制的同时又相互监测，能够实现液压轴平稳控制，动态性能良好，同时能够有效防止飞车事故；油源系统设计考虑冷却回路，当温度升高至设定值后能有效对马达降温，避免温度升高对红外测试的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种大跨度高精度液压伺服转台的控制方法
本专利技术涉及液压伺服控制系统的控制方法，属于液压伺服系统控制技术的创新。
技术介绍
飞行仿真转台作为导弹半实物仿真试验的关键设备，在导弹的研制过程中起着非常重要的作用，常规的电动五轴转台等飞行仿真转台虽然能够满足一般的测试需求，但是其对于以下两个方面的性能不及液压伺服系统：1、使用需求导致转台机械设计为大偏心结构；2、被测试产品对温度敏感，如红外复合导引头的测试，长时间工作停留在同一位置测试，大偏心结构转台使用电机控制会发有温度积累，进而影响红外测试。当前国内液压伺服转台的控制通常是一路控制信号通过左右两侧伺服阀同时驱动左右液压马达，角度反馈通常也只有一路信号，这种设计对于被控轴跨度小，刚性良好的案例能够做到较优的控制；但对于被控轴跨度大，又无法无限制的加大尺寸和更换铸件材质的使用需求，大跨度天生会带来轴刚性下降的问题，此时继续使用常规控制方法，经实践证明难以达到理想的控制效果，主要表现为极容易产生共振，动态性能差。转台的飞车现象是转台设计时需要考虑的问题，对于常规转台，防止飞车事故均是在测角系统抗干扰和角度解算处理方面做相关处理。本专利技术针对以上两个方面的内容，提出了一种新的控制方法，能有效解决其存在的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决大跨度液压转台双侧液压马达同步性能差导致控制效果差的问题，同时有效解决转台各种情况下导致的飞车现象。本专利技术是通过如下方案实现：如图1，转台俯仰轴跨度设计指标为7462mm，框架厚度为258.6mm。液压轴框架采用拼接几字型结构。左右两侧安装液压马达，马达回转中心安装两个绝对式编码器，用来对两侧马达行走角度的测量。两路测角信号进入以FPGA为核心的嵌入式处理电路进行解算，解算结果通过并行通信至RTX系统。在RTX系统控制软件内对测角进行实时比对监测，并通过PCI板卡输出模拟量给液压伺服阀。监测结果用于对油源系统的开启或关闭处理。对于长时间定位在同一位置测试要求导致的马达发热现象，能够有效降温。本专利技术的两路编码器解算角度作为反馈用来独立控制左右两侧液压马达，有效解决单编码器反馈时出现的两侧马达不同步导致框架轴振动的问题，有效克服框架刚性弱导致的摇摆运动频率低的问题。另外，两侧编码器安装时人为安排有角度差，配合两路测角的实时比对，可有效解决测角异常时飞车的问题。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明图1是大跨度液压伺服转台结构示意图。图2是控制系统原理框图。图3是油源系统示意图。具体实施方式如图1所示，大跨度液压伺服转台左右两侧对称的安装基座，液压马达对称的安装在基座上方，两侧液压马达旋转轴上各自安装高精度绝对式编码器，同时，由于是绝对式编码器，安装保证两侧马达相同位置有一个原始角度差值。如图2所示，编码器1和编码器2的角度信号经过RS485收发器进入以FPGA为核心的解算电路，在解算电路中对测角数据用算法进行数字抗干扰的处理，处理结果分两路通过并行数据通信方式传输进工控机RTX系统。如图2所示，控制程序内将两路有差值的测角信号置为相同角度，并以此为反馈通过数字PID控制器计算出模拟电压量通过PCI总线DA卡给两路伺服阀。在实施例调试时，要分别独立调试两侧液压马达，形成两侧控制模拟量参考值，为后续DA值实时比对做参考。由于左右两侧马达正常情况下是独立控制，在初始角度相同的前提下，两侧马达同步性会比较理想。在转台运动时，程序内部对两侧角度值和发出的模拟量进行实时比对，通过设置阈值的方式判断控制是否异常。转台飞车出现的原因是测角出现异常，具体表现为：1、测角丢失；2测角出现单次或多次的大突跳。这两种方式出现第一种情况时，RTX系统上位机角度显示为前方所述处理的修正值，该修正值比两侧角度差阈值大，系统会关闭图3中油源系统伺服阀，切断液压马达的进油管道，转台安全；出现第二种情况时，系统直接切断进油管道(关闭)，并退出闭环状态。所以转台不会出现飞车事故。油源系统安全策略:如图3所示，液压系统开启时，油箱液压油被油泵抽入蓄能器积累压力，系统投入闭环后上位机通过PLC开启电磁阀，液压油通过主油路经电磁阀进入液压马达，经主回油路返回油箱；当异常发生时，PLC关闭电磁阀切断主油路，同时副油路导通，液压油返回油箱。液压马达的温度控制：当马达内温度传感器监测温度超过设定值，冷油机工作，油箱温度持续降低至合理值，冷却泵开启，通过冷却回路至马达冷却腔冷却降温。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大跨度高精度液压伺服转台的控制方法，其特征在于：/n对大跨度轴的良好控制，针对常规转台控制方法利用一路测角作为反馈实现闭环控制难以平稳控制大跨度的框架轴，提出两路测角实时比对技术，且两侧马达独立控制，相互监测，有效解决两侧马达同步问题。/n

【技术特征摘要】
1.一种大跨度高精度液压伺服转台的控制方法，其特征在于：
对大跨度轴的良好控制，针对常规转台控制方法利用一路测角作为反馈实现闭环控制难以平稳控制大跨度的框架轴，提出两路测角实时比对技术，且两侧马达独立控制，相互监测，有效解决两侧马达同步问题。

【专利技术属性】
技术研发人员：梅许文，董恒，周宇友，刘学强，林亚儒，周丰镭，
申请(专利权)人：九江精密测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36