【技术实现步骤摘要】
多点支撑平台的上装姿态控制方法
[0001]本专利技术属于姿态控制领域,具体涉及一种多点支撑平台的上装姿态控制方法
技术介绍
[0002]多点支撑平台的上装姿态控制需求十分广泛。例如多轴独立悬架车辆、军民用特种车辆的多支腿调平、多点支撑大尺寸构件的精密加工与装配、机床基础的支撑安装调试等。仅以多轴独立悬架车辆为例,车辆涉水、铁路、航空运输等需要预先实施车身高升低降,以提高通过能力;上下纵、侧向斜坡前可预先高升低降、俯仰侧倾,以提高通过性和驾驶员视野。在姿态控制的同时若能同步实现各车轮载荷的分配控制,能够显著提高车辆的通过性、机动性和姿态稳定性。
[0003]多于三点支撑的上装姿态控制属于典型的超静定问题,承载中各支腿和平台的弹性变形以及支撑载荷相互影响。传统的姿态控制方法均将上装简化为刚体,基于点追逐法和角度误差法,通过反复迭代测试和作动实现调平功能,存在速度慢、精度低、反复振荡、支腿载荷不受控,甚至出现虚腿和过载等问题。例如 CN202010002450.X的中国专利公开了一种调平控制系统及方法,其方法是首先调节支腿高度使第一倾角满足精度要求,再使第二倾角满足精度要求,重复整个流程,直到第一、第二倾角均小于极限倾角,则调平结束。该专利通过反复迭代测试和作动实现调平功能,并不能很好地保证调平精度、速度,更不能同时实现对支腿载荷的完全控制。而在车辆姿态控制领域,目前多采用的互联方案,即通过悬架气压或液压管路的互联实现将多点支撑超静定降阶为静定问题。例如CN105539060A的中国专利公开了一种液压互联悬架,通
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.本发明公开了一种多点支撑平台的上装姿态控制方法,该平台的上装为纵向对称平面结构,由4条以上支腿垂向支撑,支腿沿上装的纵向对称面对称分布;支腿的上端与上装固定连接,下端固定支撑在地面上,支腿的液压缸可进行垂直方向的伸缩运动,每条支腿的结构尺寸、与上装的连接结构完全相同;每条支腿上安装有两个液压敏感元件构成的测量垂向载荷的力传感器和测量支腿作动量的位移传感器,上装上表面有主轴沿平台纵向的二维倾角传感器;操作员通过控制升降档杆、侧倾档杆和俯仰档杆给与指令输入,通过控制器解析计算,得到各液压支腿的作动量,以此来对平台进行姿态调整,其特征在于包括以下步骤:步骤1,将n条支腿分别赋予序号1~n;以上装的几何中心为坐标系原点,按右手定则将平台的纵、横、垂向分别设为x、y、z轴,各支腿与上装连结点的坐标记为(x
i
,y
i
,z
i
),i=1~n,倾角和力矩的正方向判定由右手螺旋定则确定;步骤2,驱动第i条支腿垂向作动伸长,同时保持其他的支腿不动,由所述的位移传感器实时测量直至产生一个设定位移,按照从1到n的次序分别由所述的力传感器测量每条支腿的载荷增量,将各载荷增量除以所述设定位移并依次放入一个n
×
n维矩阵第i列的第1到n行中;循环驱动各支腿执行上述操作,直至构造出n
×
n维的承载交互作用矩阵步骤3,在步骤2驱动第i条支腿产生所述设定位移的同时,由二维倾角传感器分别测量平台绕x轴和y轴的倾角增量,将各倾角增量除以所述设定位移,并依次放入一个2
×
n维矩阵的第i列的第1、2行,构造出2
×
n维的变形交互作用矩阵步骤4,将承载交互作用矩阵依次输入到(n+2)
×
n维矩阵的第1行到第n行,将变形交互作用矩阵依次输入到(n+2)
×
n维矩阵的最后两行,构造出承载与变形耦合控制矩阵步骤5,利用力传感器测量各支腿的当前载荷步骤6,将上装总重记为G,将各支腿均摊上装总重作为理想载荷,以各支腿载荷与理想载荷G/n的均方差最小为目标,以平台绕x、y轴的力矩平衡和沿z轴的力平衡为约束,各支腿的理论最优载荷为
步骤7,监测操作员的档杆指令,并生成相应的作动基准值,包括:当操作员的档杆指令仅为升降动作中的上升或下降时,分别设定升降作动基准值为
△
z和
‑△
z;当操作员的档杆指令仅为侧倾动作中的左倾或右倾时,分别设定侧倾作动基准值为
△
...
【专利技术属性】
技术研发人员:张帆,聂振祺,王慧恒,杨文韬,武际兴,
申请(专利权)人:山东理工大学,
类型:发明
国别省市:
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