阅读说明：本技术 一种基于二维二分法策略的载车调平方法及装置 (Vehicle loading leveling method and device based on two-dimensional bisection strategy ) 是由 何治斌 王军 秦亚利 王燕 李林萍 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于二维二分法策略的载车调平方法及装置,比较载车的左右倾角α和前后倾角β,选择倾角大的方向先进行二分调平,调整各支腿的高度,待调整的倾角减少一半时停止；然后重新比较α、β值,选择倾角大的方向进行二分调平,反复循环直至调平完成。本发明的调平系统更加简单,调平过程更加可靠,操作更加方便,可应用于不同类别液压、电动调平系统中,配置简单,适应面广。(The invention provides a vehicle-mounted leveling method and device based on a two-dimensional bisection strategy, wherein a left-right inclination angle alpha and a front-back inclination angle beta of a vehicle are compared, bisection leveling is firstly carried out in the direction with a large inclination angle, the height of each supporting leg is adjusted, and the vehicle-mounted leveling method and device stops when the inclination angle to be adjusted is reduced by half; then comparing the alpha value and the beta value again, selecting the direction with large inclination angle to carry out binary leveling, and repeatedly circulating until the leveling is finished. The leveling system is simpler, the leveling process is more reliable, the operation is more convenient, the leveling system can be applied to hydraulic and electric leveling systems of different types, the configuration is simple, and the application range is wide.)

一种基于二维二分法策略的载车调平方法及装置

技术领域

本发明属方舱电气控制技术领域。

背景技术

目前，基于地面装备所开发的产品有很多种。就方舱载车、发射车、雷达车整车调平而言，国内外载车自动调平技术应用丰富多样。按产源地分有基于进口控制器的调平系统，也有基于国产自研控制器的调平系统。进口控制器及附加集成的调平系统有基于液压或电动伺服系统，可靠性高，精度高，成本相对也较高。国内专业开发的调平控制器及调平系统是基于通用可编程控制器(PLC)、可编程计算机控制器(PCC)、FPGA、ARM等系统的自主品牌控制器。

载车调平系统包括智能调平控制器和执行机构。智能调平控制器包括：中央核心控制模块、嵌入式操作系统、调平控制软件、数字显示或职能交互终端、通讯接口、数字IO接口和电源模块等。由于载车使用环境的复杂多样性，现有的调平设备在调平过程中应用了多种调平策略。对四点调平系统而言，调平策略各不相同，有“一点追逐调平法”、“两点追逐调平法”、“三点比例齐步调平法”等等。但通过测试发现，这些调平策略均有一定的缺点，如“一点追逐调平法”在调平过程中容易出现某一支腿压力过大、虚支现象，“三点比例齐步调平法”在调平开始及停止时容易出现剧烈晃动现象。基于很多车载设备都要求具有很高的机动性，所以对调平的时间、稳定性、精度以及调平完成后的抗倾覆能力有更高的要求，以上现象在调平过程中是必须避免的，因此这些传统的调平策略已逐渐显现出劣势。

目前最先进的调平技术已实现“一健式”自动调平。载车放置在任意场地后接通电源，按一下“调平”按钮，载车自动完成调平并给出提示。调平精度已能达到±1′之内。但该调平控制系统在调平过程中还是需要人在调平操作面板前操作和监视，以便发生意外时及时断电急停。

另外，目前市场上所有的调平系统在操作控制上都依赖于自身配套的数显交互界面，有工业触摸屏显示、专业显示屏显示、数码管显示等。这样就增加了系统的复杂性及环境适应性问题。为增强显示系统的环境适应性，成本增加，维护费用增加。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于二维二分法策略的载车调平方法，提高了系统调平效率，增加了设备的稳定性，提高了系统的可靠度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于二维二分法策略的载车调平方法，将载车的支腿升出，待所有支腿触地并达到设定的最小压力值后，比较载车的左右倾角α和前后倾角β，选择倾角大的方向先进行二分调平，调整各支腿的高度，待调整的倾角减少一半时停止；然后重新比较α、β值，选择倾角大的方向进行二分调平，反复循环直至调平完成。

在支腿升出前，本发明首先检测载车状态，不满足调平条件时发出报警，满足调平条件后升出支腿。

本发明实时监测载车倾角值，计算出相应支腿在不同角度下的运动速度，各支腿在调平过程中运动速度可调。

本发明实时监测载车支腿压力状态参数，实时调整支腿压力，防止虚支。

本发明实时监测载车倾角，超出最大设定值时，立即停止调平，并发出报警。

本发明还提供一种实现基于二维二分法策略的载车调平装置，包括倾角传感器、调平控制器、电机和调平机构，所述的倾角传感器采集载车的左右倾角α和前后倾角β，发送给调平控制器，由调平控制器按照基于二维二分法策略的载车调平方法发出调平指令，驱动电机带动调平机构，调整各支腿的高度。

所述的调平控制器具有WiFi通讯接口，与手机或远程控制站通讯，实现在手机上通过APP控制调平操作或在远程控制站控制调平。

本发明还包括压力传感器、位移传感器和限位开关，所述的压力传感器实时监测载车支腿压力状态参数，调整支腿压力；所述的位移传感器实时监测支腿在不同角度下的运动速度，并通过限位开关在载车倾角超出最大设定值时停止调平。

本发明的有益效果是：基于二维二分法策略的载车调平方法及装置在调平模式上是一项创新，在操作模式上也是一项革新。使用此项方法使得新的调平系统更加简单，调平过程更加可靠，操作更加方便。具有如下效果：

1)使用二维二分法策略的载车调平方法，将调平过程扩展至二维调平应用领域，实时监测载车倾角值，按模糊因子计算出相应支腿在不同角度下的运动速度，各支腿在调平过程中运动速度可调，提高了系统调平效率，增加了设备的稳定性，提高了系统的可靠度。

2)随着产品设计“软化”理念的深入以及新技术发展的趋势，手机智能技术通过交互技术的方式变得越来越智能，大大增强了便利性。因此，可通过手机智能技术解决调平操作控制的问题，并可方便地进行控制模式及调平策略的转换。本发明嵌入调平软件并具有通讯端口，借助通用的智能手机及安装在手机上的APP，实现了在手机上通过APP控制调平操作或远程控制站控制调平，操作与显示借助通用化智能手机上的APP，构建智能移动控制显示终端。在手机上操作方便灵活，可实现调平操作本地及远程控制与监视，减掉了传统的控制面板与显示部分，使得系统得到了简化，减小了体积，降低了成本，提高了系统的环境适应能力。

3)基于二维二分法策略的载车调平装置在硬件上均能满足各类载车调平的需要，可应用于不同类别液压、电动调平系统中，配置简单，适应面广。

4)该系统操作简单，可应用于军用设备、民用工程设备上。

附图说明

图1是本发明的调平控制流程图；

图2是控制器及基于手机遥控的智能载车调平系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明的内容包括：

一种基于二维二分法策略的载车调平方法。不同结构载车的调平方法不同，而相同结构的载车，也可以采用不同的调平策略模式。调平控制软件正是基于不同控制策略流程编程实现的。

本调平策略方法以数学模型“二分法”为基础，在角度误差法调平系统中，将调平过程扩展至二维调平应用领域。以水平倾角传感器的左右倾角α、前后倾角β为调整对象，通过调整各支腿的高度，使α、β值逐步逼近0的方法。

调平流程见图1所示。调平开始，系统自动检测载车状态。调平条件不满足，给出报警。调平条件满足，开始调平流程。

第一步流程执行支腿升出动作，待所有支腿触地并达到设定的最小压力值后，系统进入第二步流程。

第二步流程首先比较α、β值，倾角大的方向先进行二分调平，待倾角减少一半时停止。然后重新比较α、β值，倾角大的方向再进行二分调平，依次循环直至调平完成。

基于二维二分法策略的载车调平方法，在调平过程中可达到以下效果：

1)每次循环调节最大倾角方向，确保载车的安全性；

2)通过实时监测载车倾角值，按模糊因子计算出相应支腿在不同角度下的运动速度，各支腿在调平过程中运动速度可调，提高调平了效率，减少载车的运动冲击晃动，平稳性好；

3)实时监测载车支腿压力状态参数，并通过平衡算法实时调整支腿压力，防止虚支；

4)实时监测载车倾角状态参数，超出最大设定值时，立即停止调平，并发出报警；

5)多种调平控制模式可选：向上一次调平、向下一次调平、向上实时调平、向下实时调平、指定位实时调平等；

6)载车的实时状态、运行数据发送给远程监控中心。

本发明还提供一种实现基于二维二分法策略的智能载车调平控制器。

该控制器具有WiFi通讯接口，可用来与手机或远程控制站通讯，实现在手机上通过APP控制调平操作或远程控制站控制调平。具有CAN、UART、SPI等通讯口，可方便与传感器及其它驱动设备对接与通讯。调平控制器与伺服驱动器通过CAN接口通讯，与倾角传感器、压力传感器、位移传感器通过RS485接口通讯。总线通讯构架接线简单，抗干扰能力强。

控制器可适用于液压调平系统、电动伺服调平系统、电动变频调平系统，在硬件上均能满足各类载车调平的需要，调平时只需在设定界面进行配置即可。

控制器预装了二维二分法策略的载车调平控制软件以及与手机通讯的通讯软件，具有在所开发的手机APP上实现调平操作与状态监视的功能。控制器及基于手机遥控的智能载车调平系统结构见图2所示。

基于二维二分法策略的载车调平方法及装置在两种类型的载车上的调平系统上已得到验证。

一类是在四支点液压调平系统中，通过控制油缸的伸出量来达到载车底盘的调平。所实施的调平系统油缸由两个并联的电磁阀控制，通过通断组合有三个伸缩速度，这样在粗调时可有效提高效率、精调时也降低了在接***衡点时启停产生的冲击晃动。控制器用16路数字输出DO完成四支点调平任务。调平采用二维二分法策略及速度梯度选择相结合模式。该系统已成功应用到某型号设备上。

另一类是在四支点电动伺服调平系统中，调平模式采用二维二分法策略及速度比例法相结合模式，控制器控制伺服电机驱动的电动推杆来达到载车底盘的调平。伺服驱动器具有CAN接口，所用控制器通过CAN通讯接口控制驱动器运动，速度实时调整，实时通过CAN接口采集倾角值。电动调平系统已成功应用到某地理测量型号设备上。

上述两类调平系统控制操作，均在手机APP上实现。