一种多级缸起竖系统全过程稳态控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于多级缸起竖系统过程控制领域，更具体地，涉及一种应用在发射车上的多级缸起竖系统全过程稳态控制。
【背景技术】
[0002]为适应现代快速变化的战场环境，发射车应具备较高的导弹快速起竖能力，并兼具较高的安全可靠性。发射车起竖系统通常采用大行程多级缸起竖系统，其控制过程多采用电液动态补偿控制方法，通过控制算法对液压开环系统运动速度进行纠正，在起竖末端进行动态控制以实现精度提升，但是，由于其在起竖起始和换级调节时候的能力不足，存在全过程控制能力差、在油缸换级过程中压力冲击较大等缺点，会对起竖机构和弹体带来伤害。
[0003]在申请公开号为CN102269191A的中国发明专利中公开了一种基于多级油缸起竖系统的动态补偿控制方法，其先搭建多级油缸起竖系统，当多级油缸起竖到89度后，上位机对倾角传感器的反馈角进行差分计算，并灵活控制起竖角度速度在一定范围内，从而能控制起竖时间并提高控制精度。但是，其比例调速阀按照预定速度控制多级油缸起竖系统至末端，只是在末端开始对起竖角速度进行控制，在起竖开始和末端前都是采用一致的起竖角速度，没有考虑多级缸换级时候的“点头”现象，实际使用中，“点头”现象严重时，整个发射车都在晃动，严重破坏控制系统的工作环境，也使得起竖过程不够平稳，降低了发射系统的稳定性和可靠性，对机械机构具有较大损坏，减小了整个发射车的使用寿命。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多级缸起竖系统全过程稳态控制方法，通过设置起始运动控制、中间换级控制以及末端控制，使多级缸起竖系统平稳工作，目的在于解决多级缸起竖系统在全过程控制能力差、油缸换级过程中压力冲击较大的问题，相应减少压力冲击大对起竖机构和弹体带来的伤害，并能提高发射车的使用寿命O
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种多级缸起竖系统全过程稳态控制方法，用于对导弹发射车的起竖系统进行控制以使起竖过程平稳，其特征在于，包括如下步骤:
[0006]S1:获取每一级别的换级角度范围，在各级别换级角度范围的前、后分别设置减速触发角度值和增速触发角度值；
[0007]S2:启动多级缸起竖系统；
[0008]S3:实时检测起竖角度，控制驱动电压大小使得多级缸在0.1° /s?0.2° /s的速度范围内以某一速度匀速起竖，直至起竖角度到达预定的首端增速触发角度值，接着增大驱动电压以提高起竖速度，完成起始运动控制；
[0009]S4:在起竖角度依次到达每一级别的减速触发角度时，减少驱动电压，使得起竖角度在每一级的换级角度范围前1°时对应的起竖速度降至0.1° /s以内，接着调节驱动电压使起竖速度维持在0.05° /s?0.25° /s范围内，控制油缸在换级角度范围内执行换级，换级完成后在起竖角度到达该级换级后的增速触发角度时，增大驱动电压以提高起竖速度，以此方式完成中间换级控制；
[0010]S5:根据预定的末端控制角度值对多级缸起竖系统进行末端控制，至此完成全过程稳态控制。
[0011]进一步的，所述步骤S5具体为:在预定的末端控制角度值前设置末端角度减速触发值，在起竖角度到达末端角度减速触发值时，减少驱动电压，使得起竖角度到达末端控制角度值时对应的起竖速度降至0.1° /s以内，接着进一步调节驱动电压，使起竖速度维持在0.05° /s?0.25° /s之间，在起竖角度达到89.9°时，关停驱动电压，多级缸起竖系统依靠惯性自动到位。
[0012]进一步的，首端增速触发角度值大于多级缸起竖系统的起始角度值2° ;各级换级角度范围前的减速触发角度值小于该级换级角度范围中最小值6°，并各级换级角度范围后的增速触发角度值大于该级换级角度范围中最大值2° ;末端角度减速触发值小于末端控制角度值6°。
[0013]进一步的，步骤S4中，按照设定的变化量增大驱动电压或者减小驱动电压，所述设定的变化量为起竖速度变化0.05° /s时驱动电压的变化量。
[0014]进一步的，步骤S5中，所述的末端控制角度值为88°。
[0015]进一步的，按照设定的变化量减少驱动电压，所述设定的变化量为起竖速度变化0.05° /s时驱动电压的变化量。
[0016]本发明中，增速触发角度值是指起竖角度到达该值后进行增速控制以提高起竖速度的角度值；换级角度范围是指多级缸换级时的角度值范围，一般起竖系统有二级起竖系统或者三级起竖系统，二级起竖系统的换级角度可能是45° ±1°，三级起竖系统的换级角度可能是30° ±1°的角度范围内、60° ±1°的角度范围内；减速触发角度值是指起竖角度到达该值后进行减速控制以降低起竖速度的角度值；首端增速触发角度值是指在起竖开始后第一次进行增速的角度值；末端角度减速触发值是指起竖角度接近起竖完成前进行减速控制的角度值，该角度值一般小于末端控制角度值6° ;末端控制角度值是指起竖角度到达该值后进行末端控制的角度值，经过末端控制后，就完成起竖，该角度通常为88°。
[0017]本发明中，起竖过程具体为:起竖开始时使多级缸以0.1° /s?0.2° /s的起竖速度匀速起竖至某一角度再增加起竖速度，该某一角度即为首端增速触发角度值，即到达首端增速触发角度值时增加起竖速度。使多级缸快速起竖，当多级缸的起竖角度达到某一角度值开始降低起竖速度，为多级缸的换级做准备，该某一角度值即为首次换级角度范围前的减速触发角度值，即到达首次换级角度范围前的减速触发角度值时减小起竖速度。起竖速度慢慢降至换级角度范围时，进一步调节驱动电压，使起竖速度维持在0.05° /s?0.25° /s范围内，并在该范围内完成换级。换级完成后，起竖角度达到换级后的增速触发角度值时，增加驱动电压，提高起竖速度，加速起竖。起竖角度逐渐增大。到下一级换级角度范围前的减速触发角度值或者到达末端角度减速触发值时，再减小驱动电压，降低起竖速度，为下一级换级做准备或者为末端控制做准备。具体的，如果多级缸只有二级，则只需进行一次换级；若多级缸大于二级，则需要进行至少两次换级。起竖角度进一步增大，待起竖接近尾声时，起竖角度会先到达末端角度减速触发值时，这个时候减小驱动电压，降低起竖速度，使起竖速度到达末端控制角度值时对应的起竖速度为0.1° /s以内，接着进一步调节驱动电压，使起竖速度维持在0.05° /s?0.25° /s之间，在起竖角度达到89.9°时，关停驱动电压，多级缸起竖系统依靠惯性自动到位。至此，完成全过程稳态控制。
[0018]本发明中，换级角度范围为一个范围值，换级角度范围前的减速触发角度值是比该级的换级角度范围中最小值小6°，换级角度范围后的增速触发角度值是比该级的换级角度范围中最大值大2°。
[0019]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案能够取得下列有益效果:
[0020]1、本发明中，具有换级控制，在每次换级前，先降低起竖速度，保证换级在较缓慢的起竖速度完成，尤其使起竖速度维持在0.05° /s?0.25° /s范围内完成换级，能降低减少多级缸在换级时所带来的压力冲击；进一步的，起始时，使多级缸以0.1° /s?0.2。/s的起竖速度匀速起竖至增速触发角度值，并且使多级缸以缓慢的起竖速度增大到末端控制角度值，到达该末端控制角度值后，进一步使起竖角速度维持在0.05° /s到0.25° /s之间，并在起竖角度达到89.9°时，停止起竖控制，依靠惯性使系统自动到达指定角度，以上控制方式能进一步减少多级缸在起始和停止时所带来的压力冲击。通过起始控制、换级控制以及末端控制，能大幅度减少起竖全过程中的压力冲击、以及对起竖机构和弹体带来的伤害，最终能大幅度提高发射车的使用寿命。
[0021]2、采用调节电压值的方式进行控制进而实现对起竖速度的调节，实际使用中，电压控制方式相比电流控制方式更为精准，其起竖到位精度误差小于0.1°，误差更小，可提高多级缸起竖系统的精度和可靠性。
【附图说明】
[0022]图1是本发明实施例中全过程稳态控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0024]一种多级缸起竖系统全过程稳态控制方法的具体步骤为:
[0025]S1:获取每一级别的换级角度范围，在各级别换级角度范围的前、后分别设置减速触发角度值和增速触发角度值。
[0026]增速触发角度值是指起竖角度到达该值后进行增速控制以提高起竖速度的角度值；换级角度范围是指多级缸换级时的角度值范围，一般起竖系统有二级起竖系统或者三级起竖系统。譬如，二级起竖系统的换级角度可为45° ±1°，三级起竖系统的换级角度可为30° ±1°的角度范围内、60° ±1°的角度范围内。本实施例中，为三级起竖系统，其换级角度范围是29°?31°、59°?61°。减速触发角度值是指起竖角度到达该值后进行减速控制以降低起竖速度的角度值；