【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及履带式工程机械领域，尤其涉及一种履带式工程机械行驶控制器。
技术介绍
1、常见的履带式工程机械行驶控制系统通常包括以下几个方面的组成部分：发动机与传动系统：履带式机械通常使用内燃机或电动机作为动力源，通过传动系统将动力传递给履带系统。传动系统可能包括离合器、变速箱、传动轴等组件，用于调节驱动力和速度。操纵系统：操纵系统用于控制履带式机械的行进方向和速度。它通常由操作杆、操纵阀、液压元件等组成。操作员可以通过操纵杆或其他控制装置来实现前进、后退、转向等操作。履带系统：履带系统一般由履带链条、履带板、履带轮等组件构成。履带链条负责提供牵引力和支撑重量，履带板用于接触地面提供牵引力，履带轮通过传动力矩将动力传递给履带链条。制动系统：制动系统用于控制履带式机械的停车和减速。它可以采用液压、气压或机械方式实现，通过对履带轮或传动系统施加制动力来实现控制。悬挂系统：悬挂系统用于吸收和减震车身受到的冲击和颠簸。它可以采用独立悬挂、液压悬挂或弹簧悬挂等形式，提高履带式机械在不平路面上的行驶稳定性和舒适性。控制单元和传感器：现代履带式机械通常配备控制单元和传感器，用于监测和控制各个系统的运行状态。传感器可以包括转速传感器、油温传感器、液位传感器、倾斜传感器等，控制单元通过接收传感器信号和运算来实现对行驶系统的智能化控制。这些组成部分共同协作，实现履带式工程机械行驶的控制与操作。具体的配置和设计会根据不同的履带式机械类型和用途而有所差异。
2、现有的履带式工程机械行驶控制器的设计中，整机数字化水平不高，多依赖人工操作液压阀
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种履带式工程机械行驶控制器。
2、具体方案如下：
3、一种履带式工程机械行驶控制器，包括：自检模块、手动行驶模块、全自动行驶模块和错误报警模块；
4、自检模块在接收到上电信号或重新自检信号后执行对与行驶控制器进行通讯的数据通讯端的自检功能；数据通讯端包括通过can总线进行通讯的数据通讯端和直接进行通讯的数据通讯端；
5、手动行驶模块在自检功能执行完成且无错误出现时，控制履带式工程机械的行驶至目的地点；
6、全自动行驶模块在行驶至目的地点后，控制履带式工程机械执行工程作业；
7、当自检模块、手动行驶模块和全自动行驶模块中的任一在执行过程中出现错误时，结束该模块的工作，并将包含错误编码的错误信息发送至错误报警模块；
8、错误报警模块对接收到的错误信息进行解析，并根据解析结果发送重新自检信号至自检模块或执行报警操作；
9、自检模块执行的自检功能包括can总线自检、数据通讯端自检和信息处理，其中：can总线自检用于检查是否存在can总线硬件设备，如果不存在，则生成对应的错误信息；如果存在时，进入数据通讯端自检，以判断行驶控制器连接的各数据通讯端是否处于正常工作状态，并输出记录有错误编码的错误信息簇；当无故障时，错误编码表示无故障，当有故障时，错误编码表示具体的错误类型；信息处理用于对错误信息簇进行分析处理，并通过can总线发送包含错误编码的can报文。
10、进一步的，控制器的型号选用ni公司的crio-9042型号，控制器通过外接c系列can接口模块来满足控制器can通信的硬件条件，型号选用ni-9862。
11、进一步的，自检模块执行以下步骤：
12、s101：实时判断xnet系统是否存在设备，直到存在时，进入s102；
13、s102：选取设备的硬件接口，并将其设置为can总线协议；
14、s103：通过选择的硬件接口建立帧格式输入和帧格式输出两种会话；
15、s104：设置两种会话的can总线配置；
16、s105：按照can总线协议对can总线上的数据包进行解析；
17、s106：发送行驶控制器状态周期性线上包；
18、s107：判断各数据通讯端是否满足在线上且正常工作，如果是，进入s108；否则，返回s106；
19、s108：处理自检错误信息，并通过can总线发送行驶控制器状态信息。
20、进一步的，步骤s101判断xnet系统中是否存在设备时，通过对xnet系统属性节点输出数组的判断实现，如果输出数组不为0，则判定xnet系统中存在设备。
21、进一步的，会话通过xnet create session vi来创建，选择数据类型为帧，且选用帧输入流、帧输出流模式；在帧输入流模式下，输出can帧一维数组，一维数组中的元素为每帧的can数据，且排列顺序为can总线上的接收顺序；完成对输入和输出两种会话的配置后，将输出会话的调用放在信息处理顺序帧中，数据通讯端采用循环结构进行自检，在循环结构中调用can总线协议解析子vi；子vi用于将输入会话中所有的数据帧按照can总线协议进行解析。
22、进一步的，子vi对输入的会话执行xnet读vi的操作，将周期内采集到的所有can数据帧按顺序构建为一维数组；使用for循环结构且将一维数组连接到for循环的输入隧道，并启用自动索引功能；在每次for循环中，均对当前读取的can帧数据的id进行判断，通过选择结构由id引入不同的选择分支从而完成不同数据帧的解析。
23、进一步的，手动行驶模块执行的任务包括can数据帧接收任务、行驶控制器状态信息数据帧发送任务以及电机控制数据帧发送任务；
24、在手动行驶模块中，重新构建了帧输入流和帧输出流xnet会话，在can数据帧接收任务中，将帧输入流会话输入while循环，调用can_protocol子vi完成can总线协议的解析，并将解析得到的数据输出至主vi中的局部变量中；在行驶控制器状态信息数据帧发送任务中，创建while循环来处理行驶控制器状态信息报文，并调用xnet写子vi完成数据帧传输至can总线网络；在电机控制数据帧发送任务中，结合接收到的控制数据帧中控制指令，将计算得到的电机的目标转速封装为can控制数据帧后，通过与行驶控制器状态信息数据帧相同的发送模式将can控制数据帧发送给电机控制器。
25、进一步的，全自动行驶模块执行以下流程：
26、s201：获取目标车速与目标横摆角速度；
27、s202：通过牛顿迭代法，计算滑移滑转条件下的实际横摆角速度与双边电机转速差的比值k；
28、s203：基于实际横摆角速度与双边电机转速差的比值k，结合动力学模型，计算双边电机目标转速；
29、s204：基于目标转速发送can电机控制帧；
30、s205：实时采集实际横摆角速度；
31、s206：基于比值k，通过实际横摆角速度逆推得到双边电机的实际转速差；
32、s207：通过模糊pid控制器计算目标转速，返回s204。
33、进一步的，牛顿迭代法计算比值k本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种履带式工程机械行驶控制器，其特征在于，包括：自检模块、手动行驶模块、全自动行驶模块和错误报警模块；
2.根据权利要求1所述的履带式工程机械行驶控制器，其特征在于：控制器的型号选用NI公司的cRIO-9042型号，控制器通过外接C系列CAN接口模块来满足控制器CAN通信的硬件条件，型号选用NI-9862。
3.根据权利要求1所述的履带式工程机械行驶控制器，其特征在于：自检模块执行以下步骤：
4.根据权利要求3所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：步骤S101判断XNET系统中是否存在设备时，通过对XNET系统属性节点输出数组的判断实现，如果输出数组不为0，则判定XNET系统中存在设备。
5.根据权利要求3所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：会话通过XNET CreateSession vi来创建，选择数据类型为帧，且选用帧输入流、帧输出流模式；在帧输入流模式下，输出CAN帧一维数组，一维数组中的元素为每帧的CAN数据，且排列顺序为CAN总线上的接收顺序；完成对输入和输出两种会话的配置后，将输出会话的调用放在信息处理顺序帧中，
6.根据权利要求5所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：子vi对输入的会话执行XNET读vi的操作，将周期内采集到的所有CAN数据帧按顺序构建为一维数组；使用for循环结构且将一维数组连接到for循环的输入隧道，并启用自动索引功能；在每次for循环中，均对当前读取的CAN帧数据的ID进行判断，通过选择结构由ID引入不同的选择分支从而完成不同数据帧的解析。
7.根据权利要求1所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：手动行驶模块执行的任务包括CAN数据帧接收任务、行驶控制器状态信息数据帧发送任务以及电机控制数据帧发送任务；
8.根据权利要求1所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：全自动行驶模块执行以下流程：
9.根据权利要求8所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：牛顿迭代法计算比值k通过LabVIEW中的while循环实现，求解过程中牛顿迭代法的初始解采用移位寄存器的方式传入循环，其他局部变量参数均采用隧道的方式传入while循环；牛顿迭代法的非齐次方程组以及该方程组的雅可比矩阵的元素均采用LabVIEW中的公式节点来实现；在公式节点后得到各个矩阵的元素，使用LabVIEW数学公式中的矩阵模块完成后续的数学计算；牛顿迭代法的矩阵运算中首先将公式节点的结果输入构建矩阵子vi生成矩阵，之后通过相关矩阵运算子vi实现。
10.根据权利要求8所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：模糊控制器通过NI的Fuzzy Logic模块实现，设定输入变量为双边电机的转速差和转速差的变化率，输出变量为PID控制参数的比例系数；输入变量的模糊化的隶属度函数采用三角形隶属度值法，设定双边电机转速差的模糊论域为[-30,30]，转速差的变化率为[-60,60]，两者的模糊子集均采用{负大(NL)，负中(NM)，负小(NS)，零(ZE)，正小(PS)，正中(PM)，正大(PL)}的结构；输出变量的模糊化的隶属度函数采用三角形隶属度值法，其中，比例增益系数Kp的隶属度的调节范围为[0,3]；积分调节系数Ki的隶属度范围为[0,2]；微分调节系数Kd的隶属度范围为[0,2]，三者的模糊子集设计为{零(ZE)，极小(SS)，小(SM)，略小(SL)，略大(LS)，大(LM)，极大(LL)}；模糊控制器采用if then的语句对模糊控制规则进行设计；完成模糊控制器的设计后输出格式为.fs的文件存放在主程序的目录下便于直接调用。
...【技术特征摘要】
1.一种履带式工程机械行驶控制器，其特征在于，包括：自检模块、手动行驶模块、全自动行驶模块和错误报警模块；
2.根据权利要求1所述的履带式工程机械行驶控制器，其特征在于：控制器的型号选用ni公司的crio-9042型号，控制器通过外接c系列can接口模块来满足控制器can通信的硬件条件，型号选用ni-9862。
3.根据权利要求1所述的履带式工程机械行驶控制器，其特征在于：自检模块执行以下步骤：
4.根据权利要求3所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：步骤s101判断xnet系统中是否存在设备时，通过对xnet系统属性节点输出数组的判断实现，如果输出数组不为0，则判定xnet系统中存在设备。
5.根据权利要求3所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：会话通过xnet createsession vi来创建，选择数据类型为帧，且选用帧输入流、帧输出流模式；在帧输入流模式下，输出can帧一维数组，一维数组中的元素为每帧的can数据，且排列顺序为can总线上的接收顺序；完成对输入和输出两种会话的配置后，将输出会话的调用放在信息处理顺序帧中，数据通讯端采用循环结构进行自检，在循环结构中调用can总线协议解析子vi；子vi用于将输入会话中所有的数据帧按照can总线协议进行解析。
6.根据权利要求5所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：子vi对输入的会话执行xnet读vi的操作，将周期内采集到的所有can数据帧按顺序构建为一维数组；使用for循环结构且将一维数组连接到for循环的输入隧道，并启用自动索引功能；在每次for循环中，均对当前读取的can帧数据的id进行判断，通过选择结构由id引入不同的选择分支从而完成不同数据帧的解析。
7.根据权利要求1所述的工艺一致性评估方法，其特征在于：手动行驶模块执行的任务包括can数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈振华，熊树生，吴霄峰，刘如诺，黄国超，刘文涛，陈成辉，江立流，张进，童长斌，上官万春，张昶，陈敏，蔡灼平，杨名锂，潘碧云，
申请(专利权)人：中国水利水电第十六工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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