基于单片机的液压调平系统研究

wozuishuai

摘要:针对火炮野外作业时各种位置状态和不同俯仰角度较复杂的特点,以单片机AT89C51为主控制器、液压缸为执行机构、双轴倾角
传感器为倾角的反馈元件,采用向中点看齐的调平策略,设计了一种火炮性能测试液压调平平台,该平台能自动调平和按要求自动倾
斜,实现了野外作业时各种位置状态的实验室模拟。
关键词:性能测试;单片机;液压平台;调平策略
$ [6 C, a1 T, i' z6 E对火炮进行性能测试时，要求能模拟野外作业时的各种位
置状态和工况。为此,笔者设计了一种基于单片机AT89C51为
控制中心的自动液压调平平台。该实验台能快速精确调平,并
能按照设定要求进行X、Y方向的倾斜,倾斜角度范围,误差范
; c2 U1 u1 R- b, v; R1 e围小于,可实现火炮野外作业时各种位置状态和俯仰角度的实
验室模拟,用于火炮出厂前各种工况的性能测试。
+ j7 `, }* r8 Q( S, a& b% t+ w0 b( i9 }1支撑方案设计
1.1支撑点数分析与确定
目前,调平系统支撑方式主要有三点支撑、四点支撑和六
; u: `6 p/ q; i5 D1 X7 I点支撑三种情况-。三点支撑较易实施，调平相对容易，缺点是
抗倾覆能力差,调平后的水平误差较大。若三点式平台的倾角
. s0 r' F" Q: p$ H1 C. ?' q传感器按等边三角形布置,即两传感器的夹角为60°,沿两传
* V( P, `9 E" ?2 _6 C2 v感器的X方向和Y方向的控制精度都为+δ，则水平误差为
0=28。六点调平支撑可靠,抗倾覆能力强,但存在静不定问
$ I( H  r% `, l/ e题，容易产生“虚腿”。静不定次数越高，系统越复杂。六条腿支
& }9 b$ j4 n& R8 @1 W* A$ M撑一个平台,按照三点决定一一个平面的原则,支撑腿可构成20
个稳定平面。当平台水平度不满足要求时,理论上存在20种调
平策略可使平台调平。多组调平策略的选择给整个控制系统带
来了巨大的计算负担,在- -定程度上影响了控制的实时性。
结合系统应用的实际情况,综合考虑平台稳定性、调平精
度系统成本等因素,本实验平台采用液压缸四点支撑调平法,
两传感器夹角为90° ,水平误差为0=V2 8-4,较三点支撑
# \/ K- L0 G$ n9 P4 q小。其支撑结构如图1所示。

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多组调平策略的选择给整个控制系统带来了巨大的计算负担