一种基于数据标定自适应模糊控制的两栖车压浪板控制方法技术

本发明专利技术提供一种基于数据标定自适应模糊控制的两栖车压浪板控制方法。此两栖车压浪板由两组不同的液压油缸控制，定义为压浪板1和压浪板2，可同步可异步工作，分别控制压浪板的上下角度和前后伸收。通过模拟电压信号查表得到的参考角度与使能信号得到的工况结合最终形成完整的目标角度，继电器控制液压阀，达到跟踪目标角度的效果。现有的简单的位式控制在压浪板到达目标角度的过程中继电器在设定的阈值附近跳变，影响控制的平稳性。本发明专利技术通过加入结合数据模型拟合标定的自适应模糊控制，在保证角度跟踪精度的同时，解决角度跟踪过程中继电器在位式控制阈值附近跳变的问题，控制精度更高，平稳性更好，有很好的工程应用前景。有很好的工程应用前景。有很好的工程应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据标定自适应模糊控制的两栖车压浪板控制方法


[0001]本专利技术涉及两栖车
，具体而言，尤其涉及一种基于数据标定自适应模糊控制的两栖车压浪板控制方法。

技术介绍

[0002]两栖车水上航行时，由于浪花对车辆前部作用，会对两栖车的行驶产生阻力。压浪板的作用是通过改变水流的流向和速度，产生一个与波浪相反的力，从而减小波浪对两栖车车体的影响。
[0003]该两栖车压浪板通过第一压浪板调节模块和第二压浪板调节模块，分别控制压浪板的前后收缩和上下角度，记作压浪板1和压浪板2。压浪板操纵通过继电器控制液压阀实现，压浪板1跟踪的目标角度通过标定电压信号查表的方法获得。
[0004]目前，为使得压浪板达到精准调整到目标位置且不发生剧烈摆动的效果，先采用了简单的位式反馈控制，但在压浪板到达目标角度的过程中继电器有很大的开关频率，会导致继电器寿命降低甚至损坏。

技术实现思路

[0005]根据上述提出的技术问题，而提供一种基于数据标定自适应模糊控制的两栖车压浪板控制方法。本专利技术能够使两栖车压浪板根据工况自动调节到目标角度，且不发生剧烈摆动的控制方法，减小波浪对两栖车车体的影响。
[0006]本专利技术采用的技术手段如下：
[0007]一种基于数据标定自适应模糊控制的两栖车压浪板控制方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1、实时获取第一压浪板调节模块的电压信号作为第一压浪板调节模块的到位信号，对电压进行角度标定后查表得到参考角度，使能信号依据真值表判定压浪板所处工况，使能信号与参考角度相结合，最终形成完整的第一压浪板调节模块的目标角度，所述使能信号包括伸状态信号和收状态信号，所述第一压浪板调节模块用于控制压浪板的上下角度；
[0009]步骤2、第一压浪板调节模块的反馈信号进行角度标定后得到第一压浪板调节模块当前位置信息，将所述当前位置信息与目标角度做差值得到实际误差；将实际误差、目标角度变化率、目标与反馈角度变化率差值作为三个输入，通过模糊控制得到调整误差，与实际误差结合得到位式控制的控制输入，所述第一压浪板调节模块的反馈信号为电流信号；
[0010]步骤3、将控制输入与位式控制设定的阈值对比，控制压浪板继电器开关，继电器A控制伸，继电器B控制缩，做基于误差来消除误差的策略控制。
[0011]进一步地，所述的步骤1中，具体步骤为：压浪板的角度标定是以竖直方向为0
°
，第一压浪板调节模块向外打开，角度逐渐增大，通过标定的电压值来确定第一压浪板调节模块目标角度；第一压浪板调节模块和第二压浪板调节模块通过接受使能信号对工作工况进行判断，当使能信号中伸信号有效时，压浪板为伸工况，当压浪板处于伸工况时，为避免自
由度干涉，第一压浪板调节模块先进行上下角度控制，通过电压采集端采集到前第一压浪板调节模块到位信号，并结合Map图得到第一压浪板调节模块的目标角度；当使能信号中收信号有效时，压浪板为收工况，由于缩工况下第一压浪板调节模块缩到固定的边界角度后停止，故直接以边界位置反馈的阈值电流作为参考值，所述第二压浪板调节模块用于调节压浪板的前后伸缩量。
[0012]进一步地，所述的步骤2中，具体步骤为：
[0013]S21、通过标定的反馈电流来确定第一压浪板调节模块的当前角度，通过采集电流信号得到第一压浪板调节模块的当前角度后与目标角度相减得到压浪板实际误差；
[0014]S22、模糊化：通过隶属函数将输入量映射成系统输入论域中的模糊量集合，模糊变量有实际误差、目标角度变化率以及目标与反馈角度变化率差值，即e、ΔV
deg
以及ΔV
deg
‑
ΔI
deg
，其中e代表实际误差，ΔV
deg
代表目标角度变化率，ΔI
deg
代表反馈角度变化率；
[0015]S23、规则建立：实际误差的模糊子集设计为{NL，NM，NS，PS，PM，PL}，目标角度变化率以及目标与反馈角度变化率差值的模糊子集为{NS，Z，PS},输出量的模糊子集为{NS，Z，PS}，对于实际误差e，先对信号进行限幅处理，将实际误差e的范围限制在一定区间；对于角度变化率ΔV
deg
和目标与反馈角度变化率差值ΔV
deg
‑
ΔI
deg
，主要是用来判断目标角度的变化趋势以及反馈角度与目标角度的变化速度的快慢，故当计算出的值大于0时，将这两个输入设为1；小于0时，将这两个输入设为
‑
1；等于0时，将这两个输入设为0；对于输出量调整误差Δe,用于调整实际误差e的大小。
[0016]S24、模糊推理：模糊推理中，设X是输入，Y是输出，多输入单输出制定模糊规则如下：
[0017]If X1＝A and X2＝B and X3＝C then Y＝D
[0018]其中，A,B,C属于输入量的模糊子集，D属于输出量的模糊子集，根据模糊规则进行模糊推理，采用Mamdani推理法决策模糊输出量；
[0019]S25、解模糊化：选择重心法来进行变量解模糊化，转化为实际输出值。
[0020]进一步地，所述的步骤3中，具体步骤为：为保证目标角度上升时继电器不会跳变，设置实际误差e隶属度函数PM和NM，两者的范围分别为[0.0195,0.3]和[
‑
0.3,
‑
0.0195]，将位式控制的阈值与所述隶属度相匹配，留出一定的冗余，将位式控制的阈值e*设为
±
0.31。
[0021]进一步地，所述第一压浪板调节模块和第二压浪板调节模块出现自由度干涉的情况下，对第一压浪板调节模块和第二压浪板调节模块进行时序控制。
[0022]进一步地，所述的步骤4中，具体步骤为：为避免自由度干涉，在伸工况下，当第一压浪板调节模块的转动角度超过预设值时，第二压浪板调节模块通过继电器控制向外伸展，当第二压浪板调节模块到达边界位置时继电器停止工作，设置第二压浪板调节模块向外伸展一定时间后达到边界位置，当第二压浪板调节模块向外伸展时，第一压浪板调节模块同时进行角度控制；当压浪板处于收工况时，第二压浪板调节模块先进行前后伸缩控制，第二压浪板调节模块通过继电器控制收缩，设置第二压浪板调节模块收缩一定时间后达到边界位置，当第二压浪板调节模块到达边界位置时继电器停止工作，当第二压浪板调节模块收缩时，第一压浪板调节模块停止工作。
[0023]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术对压浪板各个工况分别进行处理，有效的避免了压浪板1和压浪板2的自由度干涉问题，并且保证了压浪板能够接收到当前工
况正确的目标角度信号。本专利技术在保证压浪板精准调整到目标位置的同时且不发生剧烈摆动，避免了继电器的反复开关的问题，延长了继电器的工作寿命。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据标定自适应模糊控制的两栖车压浪板控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、实时获取第一压浪板调节模块的电压信号作为第一压浪板调节模块的到位信号，对电压进行角度标定后查表得到参考角度，使能信号依据真值表判定压浪板所处工况，使能信号与参考角度相结合，最终形成完整的第一压浪板调节模块的目标角度，所述使能信号包括伸状态信号和收状态信号，所述第一压浪板调节模块用于控制压浪板的上下角度；步骤2、第一压浪板调节模块的反馈信号进行角度标定后得到第一压浪板调节模块当前位置信息，将所述当前位置信息与目标角度做差值得到实际误差；将实际误差、目标角度变化率、目标与反馈角度变化率差值作为三个输入，通过模糊控制得到调整误差，与实际误差结合得到位式控制的控制输入，所述第一压浪板调节模块的反馈信号为电流信号；步骤3、将控制输入与位式控制设定的阈值对比，控制压浪板继电器开关，继电器A控制伸，继电器B控制缩，做基于误差来消除误差的策略控制。2.根据权利要求1所述的基于数据标定自适应模糊控制的两栖车压浪板控制方法，其特征在于，所述的步骤1中，具体步骤为：压浪板的角度标定是以竖直方向为0
°
，第一压浪板调节模块向外打开，角度逐渐增大，通过标定的电压值来确定第一压浪板调节模块目标角度；第一压浪板调节模块和第二压浪板调节模块通过接受使能信号对工作工况进行判断，当使能信号中伸信号有效时，压浪板为伸工况，当压浪板处于伸工况时，为避免自由度干涉，第一压浪板调节模块先进行上下角度控制，通过电压采集端采集到前第一压浪板调节模块到位信号，并结合Map图得到第一压浪板调节模块的目标角度；当使能信号中收信号有效时，压浪板为收工况，由于缩工况下第一压浪板调节模块缩到固定的边界角度后停止，故直接以边界位置反馈的阈值电流作为参考值，所述第二压浪板调节模块用于调节压浪板的前后伸缩量。3.根据权利要求1所述的基于数据标定自适应模糊控制的两栖车压浪板控制方法，其特征在于，所述的步骤2中，具体步骤为：S21、通过标定的反馈电流来确定第一压浪板调节模块的当前角度，通过采集电流信号得到第一压浪板调节模块的当前角度后与目标角度相减得到压浪板实际误差；S22、模糊化：通过隶属函数将输入量映射成系统输入论域中的模糊量集合，模糊变量有实际误差、目标角度变化率以及目标与反馈角度变化率差值，即e、ΔV
deg
以及ΔV
deg
‑
ΔI
deg
，其中e代表实际误差，ΔV
deg
代表目标角度变化率，ΔI
deg
代表反馈角度变化率；S23、规则建立：实际误差的模糊子集设计为{NL，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱仲文，蒋智涛，王维志，李丞，佟强，江维海，季传龙，郑润泽，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：