控制方法及液壓樁機(jī)機(jī)身找平控制器設(shè)計(jì)

1、 控制方法及液壓樁機(jī)機(jī)身找平控制器設(shè)計(jì) 李碩，劉水昌，陳維克 機(jī)械工程學(xué)院，湖南，株洲，湖南， 中國(guó)湖南大學(xué)商學(xué)院摘要：液壓樁機(jī)機(jī)身快速精確下肢球6 ，這就是所謂的鉸接點(diǎn)。 Theleveling是關(guān)鍵因素，以保證工作效率和一堆汽車(chē)行走實(shí)現(xiàn)沿長(zhǎng)船走。為了滿(mǎn)足快速提高墜落和高店跟蹤這兩個(gè)目標(biāo)通過(guò)行走輪，工作的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)身平臺(tái)支持的研究，打樁整平后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得穩(wěn)定基礎(chǔ)，本文進(jìn)行控制組裝和加工前，液壓樁機(jī)機(jī)身汽車(chē)機(jī)身的支架和研究連接通過(guò)定位拉桿平衡并設(shè)計(jì)了一種并行控制器基于PLC關(guān)鍵詞：樁機(jī)，汽車(chē)整平;控制策略;控制器的設(shè)計(jì)引言 使用機(jī)器本身以及對(duì)重力作為預(yù)制樁液壓圖1的電阻。液壓樁機(jī)機(jī)身Co

2、nstructionpile司機(jī)按prefabricates一堆和平穩(wěn)定為1 - 機(jī)身機(jī)身2旋轉(zhuǎn)斧， 3 - 拉桿;地面。由于其施工效率高，其4 - 懸臂體; 5 - 腿油缸; 6 - 無(wú)振動(dòng)，無(wú)噪音的根據(jù)platformuser的連接條件為喜歡這款機(jī)器的旅游Trolleyconstruction過(guò)程。樁機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)和各部分，我們可以簡(jiǎn)化theleveling的關(guān)鍵是保證樁身質(zhì)量，只有機(jī)身平臺(tái)顯示在圖2中，并建立adepended對(duì)傳統(tǒng)手動(dòng)控制練級(jí)方式就是身體的平臺(tái)坐標(biāo)，如圖2 。 Whenalready不能滿(mǎn)足目前的高機(jī)身構(gòu)造平整，四個(gè)行走的汽車(chē)之一是validatedefficiency和高

3、平整精度的要求，在與其他三個(gè)都可以對(duì)X和Y direction.other用手移動(dòng)，因?yàn)辇嫶蟮捏w重，樁機(jī)電液閥和比例方向閥。 圖1。液壓樁機(jī)機(jī)身施工 1 - 機(jī)身機(jī)身 2-旋轉(zhuǎn)斧 3 - 拉桿; 4 - 懸臂體 5 - 腿油缸 6 - 旅行拉桿箱 機(jī)身平臺(tái)，其建設(shè)或行走過(guò)程取決于四個(gè)液壓支腿完全，甚至壓力的機(jī)身和腿部也由機(jī)身決定水平度，高精度的水平可以保證該機(jī)身和腿部緊張的狀況更理想的，否則，其緊張狀況將進(jìn)一步惡化，影響機(jī)器或腿的使用壽命，甚至?xí)?dǎo)致圖2。坐標(biāo)系的液壓樁機(jī)Fuselagesafety事件。因此，根據(jù)機(jī)身構(gòu)造和理論offuselage汽車(chē)練級(jí)和控制器的設(shè)計(jì)對(duì)控制策略的研究是空間機(jī)

4、構(gòu)的spatialsignificant無(wú)論是在理論和實(shí)踐的自由度數(shù)，也是運(yùn)動(dòng)的機(jī)制之一，可以通過(guò)followingpile導(dǎo)出機(jī)智能化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。 圖2根據(jù)機(jī)身構(gòu)造和原理空間機(jī)構(gòu)，空間的自由度數(shù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以通過(guò)下面的推導(dǎo)公式1：-（1）在式（1） ： n是有源元件的數(shù)目 該平臺(tái)的機(jī)制，I是ilevel運(yùn)動(dòng)副約束數(shù)， Pi是ilevel運(yùn)動(dòng)副的組件號(hào) “ FIS當(dāng)?shù)刈杂商?hào)。 該平臺(tái)結(jié)構(gòu)，n=9, p6 = 1 p4 = 7 P3 =4 p2=0。FIS的本地學(xué)位智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用2013第三次國(guó)際會(huì)議繞其自身軸線(xiàn)的4活塞桿自由旋轉(zhuǎn)，F(xiàn) =4 四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度機(jī)身平臺(tái)。主要有：繞X旋轉(zhuǎn)，

5、 Y，Z三個(gè)軸和Z軸方向運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)自由度繞Z方向不是必需的，并且沒(méi)有對(duì)應(yīng)的原動(dòng)件，以驅(qū)動(dòng)它。因此，對(duì)于液壓樁機(jī)四腿支撐的平臺(tái)，其有效自由度為F = 3 。但有4個(gè)驅(qū)動(dòng)器的腿，并在駕駛輔助是多余的。因此練級(jí)過(guò)程中，只有三條腿運(yùn)動(dòng)獨(dú)立，而其他必須遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與其他腿，否則干擾會(huì)出現(xiàn)2三。液壓靜力壓樁機(jī)機(jī)身水準(zhǔn)測(cè)量計(jì)劃液壓打樁機(jī)的基本控制原理機(jī)身平臺(tái)調(diào)平以下內(nèi)容：檢測(cè)后平臺(tái)傾斜信息，控制器發(fā)出控制信息，使機(jī)體平臺(tái)傾斜值逐漸減少，并最終滿(mǎn)足使用要求。首先，平臺(tái)的位置和姿態(tài)，應(yīng)獲得帶位置逆求解方法3 4 ，然后控制器與理想位置比較輸出的姿態(tài)，以獲得控制矢量，從而使該平臺(tái)能夠與理想的運(yùn)動(dòng)路

6、徑。初始位置和協(xié)調(diào)系統(tǒng)液壓打樁機(jī)機(jī)身平臺(tái)都顯示在圖2中，該平臺(tái)的機(jī)身不平度是（） 11 ， ，并且地面支持平臺(tái)的不平度的是（） 22 ， ，該液壓樁機(jī)機(jī)身傾斜角度平臺(tái)是（ ）XY 。為了描述的運(yùn)動(dòng)體平臺(tái)液壓樁機(jī)調(diào)整過(guò)程中，一個(gè)坐標(biāo)系中建立的向上和向下平臺(tái)，支腿支承點(diǎn)（5,6,7,8 ）是在相同的平面上，并且向上平臺(tái)1,2,3,4點(diǎn)是在相同的平面。運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系的原點(diǎn)1 111 OXYZ 被固定在鉸鏈點(diǎn)1的中心上部平臺(tái)和腿，并在平面O1X1Y1與上部平臺(tái)1234和平臺(tái)重合電平被認(rèn)為是初始位置，并且移動(dòng)坐標(biāo)系移動(dòng)alonge與上平臺(tái);固定坐標(biāo)O- XYZis與固定的中心下鉸點(diǎn)5和平面OXYis總是水

7、平。動(dòng)坐標(biāo)系中的任何向量R可以通過(guò)坐標(biāo)變換的方法被轉(zhuǎn)化在固定坐標(biāo)向量RR=TR +P在式（2）T是上平臺(tái)的方向弦矩陣姿勢(shì)，行1,2,3，分別與方向的余弦X1，Y1，Z1軸。 P是位置矢量驗(yàn)證坐標(biāo)移動(dòng)坐標(biāo)系的系起源。在假設(shè)有機(jī)身之間的相對(duì)角度平臺(tái)和支撐平面，即有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)之間O1X1Y1Z1 U和固定坐標(biāo)系統(tǒng)一XYZ 。相對(duì)角度為 和旋轉(zhuǎn)方向示于圖3中。而在液壓樁機(jī)機(jī)身平臺(tái)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)繞X軸與angle ，繞Y軸承用角和繞Z軸與angle 圖3通過(guò)推導(dǎo)空間幾何原理：液壓堆之間固定的垂直關(guān)系驅(qū)動(dòng)平臺(tái)面和腿軸線(xiàn)是用來(lái)確定腿鉸鏈點(diǎn)UP R1矢量和矢量，在如圖所示 ：圍繞上述公式中，il是位置矢量在移動(dòng)

8、坐標(biāo)O-X1Y1Z1 中 ，因?yàn)樵谒狞c(diǎn)R1DOWN是在同一平面上，所以方程其次是可行的：l3=l2+l4-l1 該平臺(tái)的腿的長(zhǎng)度是該系統(tǒng)的輸入，和平臺(tái)的位置是在系統(tǒng)的輸出。合理的輸入關(guān)鍵指標(biāo)是腿短調(diào)整距離和簡(jiǎn)單而有效的調(diào)整腿部;所需的輸出指標(biāo)是液壓樁機(jī)平臺(tái)練級(jí)過(guò)程中的平滑度和平整精度。這過(guò)程我們稱(chēng)之為作為液壓樁機(jī)的研究機(jī)身平臺(tái)調(diào)平程序：據(jù)的位置的分析液壓打樁機(jī)身上，輸出輸入和輸入 -體平臺(tái)的輸出關(guān)系了?；镜闹黧w平臺(tái)調(diào)平原理是根據(jù)機(jī)體平臺(tái)當(dāng)前狀態(tài)和參數(shù)之間的誤差理想的水平狀態(tài)控制身體的運(yùn)動(dòng)向下R1直到平臺(tái)平臺(tái)層面。其基本過(guò)程是：比較當(dāng)前輸出和期望輸出到推導(dǎo)錯(cuò)誤，然后把錯(cuò)誤的輸入，改變目前輸出，

9、因此，水平位置所需的輸出可以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)控制系統(tǒng)。四。作者液壓靜力壓控制方法驅(qū)動(dòng)器機(jī)身平整考慮系統(tǒng)攣縮和控制要求，身體的工作原理方案平臺(tái)調(diào)平被設(shè)定為如圖4所示。 反饋系統(tǒng) 圖4。電液控制系統(tǒng)方案汽車(chē)代練液壓樁機(jī)機(jī)身平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)包括一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)，液壓的系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)身平臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，是自動(dòng)找平對(duì)象;液壓系統(tǒng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信息，包括整個(gè)液壓回路部件;根據(jù)從反饋信號(hào)，控制系統(tǒng)產(chǎn)生控制信號(hào)給液壓系統(tǒng)來(lái)完成的練級(jí)過(guò)程。A.選擇控制器的考慮到系統(tǒng)的應(yīng)用需求，被選擇為整個(gè)系統(tǒng)的電動(dòng)液壓控制方案。對(duì)于控制實(shí)踐中，幾個(gè)控制方式可以是選中。 （1）控制器所開(kāi)發(fā)的可編程

10、邏輯控制器（PLC ） 。 （2）控制器的開(kāi)發(fā)微控制器。 （ 3 ）工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。根據(jù)液壓樁的實(shí)際情況司機(jī)：常年野外施工與惡劣的工作的條件下，在炎熱的夏天特別是建筑，溫度甚至可達(dá)50 ;液壓樁機(jī)每日C工作強(qiáng)度，工作時(shí)間長(zhǎng)，連續(xù)工作日是顯著，可根據(jù)實(shí)際工作在建筑，液壓打樁機(jī)需要的條件實(shí)時(shí)調(diào)整，以及調(diào)整動(dòng)作是頻繁的。因此，如何保證施工期間動(dòng)作可靠是一個(gè)高要求的樁機(jī)整體性能，特別是對(duì)于電力系統(tǒng)的和操作的液壓系統(tǒng)的可靠性?？删幊踢壿嬁刂破魇且粋€(gè)以用戶(hù)為導(dǎo)向的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，并且它具有高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，直觀的和編程簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，功能完善等優(yōu)點(diǎn)，所以如此， PLC控制系統(tǒng)控制器被采用。B.液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

11、根據(jù)在工程中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)練習(xí)，保持和諧的行走液壓打樁機(jī)，腿部氣缸執(zhí)行快速提升在大多數(shù)時(shí)間在寬范圍內(nèi)移動(dòng)，而只執(zhí)行了練級(jí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，超出允許該平臺(tái)的水平誤差值和允許值低于0.29度低。因此，液壓系統(tǒng)的指定時(shí)，大口徑電磁閥和小直徑比例方向閥選擇并行控制， PI控制用于比例方向閥和開(kāi)關(guān)控制是用于電磁閥。這樣一來(lái)，身體的要求迅速解除和平臺(tái)高精確度的控制是可以同時(shí)滿(mǎn)足，且成本也可降低。的原理圖液壓樁機(jī)機(jī)身平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平是如圖5所示。 圖5。自動(dòng)調(diào)平液壓系統(tǒng)原理方案 1 -電液換向閥，2 - 比例方向閥; 3 -單向節(jié)流閥， 4 - 液壓?jiǎn)蜗蜷y; 5 - 腿油缸C.意見(jiàn)反饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和傳感器的選擇據(jù)練級(jí)運(yùn)動(dòng)方案

12、，在角誤差反饋控制方法，雙軸傾角傳感器通過(guò)和反饋值is視為姿態(tài)角。該方案具有簡(jiǎn)單的反饋系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理是方便的。因此，它可以使系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本低。雙軸傾角傳感器AT201 - SIA- EGOT被用在系統(tǒng)，它是一個(gè)4-20mA的電流的雙軸輸出傾斜。該傳感器的原理是將所述測(cè)量靜態(tài)重力加速度變化傾角變化它轉(zhuǎn)換為輸出電流最后。使用這種傳感器在槳距角為5/ S的變化速度的條件具有良好的效果。在上下方向的振動(dòng)，其效果的情況下上的角度數(shù)據(jù)的高頻振動(dòng)小，并且它具有不錯(cuò)的。振動(dòng)耐力。 AT201 - SIA- EGOT - 15型與測(cè)量范圍 15被選擇的，因?yàn)樾∑脚_(tái)傾斜。PLC的電液自動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)劃在機(jī)身平臺(tái)自動(dòng)

13、調(diào)平是在圖6所示。 圖6 PLC電液自動(dòng)控制系統(tǒng)D.在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)液壓樁機(jī)機(jī)身平臺(tái)液壓自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，PLC電液自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖和液壓打樁司機(jī)實(shí)際工況和控制參數(shù)設(shè)置，基于單站的Matlab / Simulink的建立液壓樁機(jī)機(jī)身平行控制模型475平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平控制示于圖7。其中， PI控制規(guī)則中選擇了PID控制器（ PID控制器） ，和它的參數(shù)選擇為： （P = 0.256 ） ，余= 0.001 ，該模型是在圖8所示; （砰砰控制器）開(kāi)關(guān)閥的閾值是D = 0.082米，模型示于圖9。 圖7 圖9 圖10 雙閥并聯(lián)400毫米階躍響應(yīng)控制 圖11 雙閥并聯(lián)控制的大腔流 圖12 雙閥并聯(lián)無(wú)桿腔

14、壓力控制 如可以從圖10中可以看出，對(duì)于并行控制雙閥，它的400毫米階躍響應(yīng)上升時(shí)間為只有5秒鐘，并調(diào)整比快得多獨(dú)立的比例控制，其穩(wěn)態(tài)精度相當(dāng)于比例控制的準(zhǔn)確性;在圖11中，電液閥關(guān)閉時(shí)在約4秒，比例閥單獨(dú)調(diào)節(jié)，并且流動(dòng)導(dǎo)致小范圍的瞬時(shí)波動(dòng);從圖12 ，小的無(wú)桿腔壓力波動(dòng)可以看出，與電動(dòng)液壓閥的開(kāi)關(guān)過(guò)程是穩(wěn)定的，這樣一來(lái)，雙閥并聯(lián)控制能改善腿部抬起的速度和達(dá)到穩(wěn)態(tài)精度的比例控制在同一時(shí)間。五，自動(dòng)調(diào)平控制器的設(shè)計(jì)答： I / O地址分配在I / O地址是按照功能分配控制系統(tǒng)，如表1和表2 。 0號(hào)是模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊FX- 2AD ，第一是數(shù)字 - 模擬FX- 4DA模塊。B.控制器程序

15、設(shè)計(jì)液壓樁機(jī)，根據(jù)施工過(guò)程中，程序應(yīng)該包含自動(dòng)調(diào)平，迅速解除，而單腿點(diǎn)移動(dòng)調(diào)整。它的流程圖示于圖13 ，如圖14和15在練級(jí)主程序，預(yù)制樁不允許練級(jí)時(shí)被壓入地面，在為了防止浸入樁部分進(jìn)入破碎。在樁沖壓過(guò)程中，傾斜檢測(cè)并監(jiān)控樁傾斜度應(yīng)首先在機(jī)身的調(diào)整，當(dāng)其超過(guò)容許范圍的樁按下停止并轉(zhuǎn)移到練級(jí)。在自動(dòng)升降，以確保液壓樁機(jī)機(jī)身升降的允許范圍之內(nèi)，自動(dòng)找平鏈路被引入，并在吊裝時(shí)過(guò)程中， PLC的連續(xù)讀取傳感器傾角數(shù)據(jù)，當(dāng)傾角數(shù)據(jù)是大于設(shè)定的允許值，機(jī)身練級(jí)開(kāi)始。然而，本機(jī)身允許誤差為自動(dòng)升降大得多比自動(dòng)調(diào)平誤差，在本系統(tǒng)中是設(shè)置為0.5 ，該組的原因是能夠防止平臺(tái)頻繁停機(jī)的自動(dòng)找平制約施工效率。在自動(dòng)調(diào)平，因?yàn)閼?yīng)用程序的，的X ，Y方向分別分時(shí)練級(jí)策略調(diào)節(jié)過(guò)程是簡(jiǎn)單的，并且很適合于PLC實(shí)現(xiàn)。這項(xiàng)工作一直支持由科學(xué)技術(shù)湖南省項(xiàng)目，中國(guó)（批no.2012FJ4113 ）參