技术特征：
1.一种特种车辆快速展车协同控制方法，其特征在于：包括步骤step1.在特种车辆协同展车的过程中，提出特种车辆协同展车运动的各项边界条件，并根据边界条件规划特种车辆展车过程协同运动方案，同时提出并行工作的协同展车模式；step2.设计基于干扰补偿的特种车辆协同调平方法，并利用基于干扰补偿的特种车辆协同调平方法控制特种车辆的协同展车过程；step3.设计基于高压蓄能的特种车辆协同起竖方法，并利用基于高压蓄能的特种车辆协同起竖方法控制特种车辆的协同展车过程，完成特种车辆快速展车协同控制。2.根据权利要求1所述的一种特种车辆快速展车协同控制方法，其特征在于：步骤step1所述的协同运动方案的设计过程包括step101.根据特种车辆协同展车过程中的各项边界条件，确定调平系统与起竖系统同时工作的协同展车方案；step102.在特种车辆协同展车方案的基础上，对四支点调平的调平原理进行分析，采用三点逐高法对车辆进行调平；step103.在特种车辆协同展车方案的基础上，对起竖机构进行优化，设计快速起竖系统方案。3.根据权利要求2所述的一种特种车辆快速展车协同控制方法，其特征在于：步骤step102所述的四支点调平的分析过程包括(1)设系统的调平均可以简化为对某一平台平面的调平，在平台的x、y两个相互垂直的方向上安装一双轴倾角传感器来测量两个方向上的水平倾角；(2)设支腿i在水平坐标系ox0y0z0中的坐标为0p
i
＝(0p
ix
,0p
iy
,0p
iz
)
t
，在平台坐标系ox1y1z1中的坐标为1p
i
＝(1p
ix
,1p
iy
,1p
iz
)
t
；同时假设平台初始角α、β不为0，平台都为小倾角，满足α、β为小角度的条件，得到两坐标系之间的变换矩阵如下：(3)设在坐标系ox1y1z1中，各支腿坐标为：1p
i
＝(1x
i
,1y
i
,1z
i
)
t
；则各支点z的坐标为：0z
i
＝(-α,β,1)(1x
i
,1y
i
,1z
i
)
t
(4)调平前进行预支承，首先判断出最高点，将这点作为坐标原点，则各支腿的初始位置为：0z
i
＝-α1x
i
+β1y
i
+1z
i
显然，1z
i
＝0，因此，上式可表示为：0z
i
＝-α1x
i
+β1y
i
(5)设i＝h为最高点，0z
h
≥0z
i
，则任意时刻，各支点与最高点位置差为：e
i
＝0z
h-0
z
i
＝-α(1x
h-1
x
i
)+β(1y
h-1
y
i
)(6)各支腿沿车架前后左右对称分布，设支腿分布的的长边间距为l
a
，短边间距为l
b
，则有各支腿在动坐标系中的坐标为：
据此，计算出各支腿的伸出量，倾角的正负服从右手规则，根据x轴和y轴方向两倾角正负的不同组合，对应的坐标最高的支腿也不同，以下分四种情况分析：(1)当α＜0，β＞0时，支腿1最高：(2)当α＞0，β＞0时，支腿2最高，(3)当α＜0，β＞0时，支腿3最高，(4)当α＜0，β＞0时，支腿4最高，根据上述四种情况可以看出：每次调平时，各支腿的调节量为0，||αl
a
||，||βl
b
||，||αl
a
||+||βl
b
||四种数值中的一种，根据高点不同进行分配；调平过程可以循环迭代，直至水平度达到要求。4.根据权利要求1所述的一种特种车辆快速展车协同控制方法，其特征在于：步骤step2所述的基于干扰补偿的特种车辆协同调平方法的设计过程包括step201.以电动缸为调平支腿，通过计算调平过程理论误差和计算调平支腿的理论承载力，建立电动缸形变误差模型；step202.在电动缸形变误差模型中引入基于干扰补偿的调平控制策略，将电动缸的形变量作为调平控制器的初始输入误差，将型变量作为控制系统的前馈，采用模糊pid控制方法进行反馈控制，得到基于干扰补偿的特种车辆协同调平方法。
5.根据权利要求4所述的一种特种车辆快速展车协同控制方法，其特征在于：步骤step201所述的调平过程理论误差计算过程包括(1)在行星滚柱丝杠中，设f0为行星滚柱丝杠的轴向受力，其各接触点受力相同，f
n
为接触法向力，f
a
为轴向力，f
t
为切向力，f
r
为径向力，f
s
为轴向力和切向力的合力，λ为滚柱的导程角；θ为丝杠与滚柱、螺母与滚柱的接触角；则总轴力与单个接触点的法向力的关系为式中n为滚柱个数；(2)根据赫兹理论，确定中心丝杠与滚柱之间点接触的四个主曲率分别为：式中，r为滚柱与中心丝杠接触点处的圆弧半径；r1为中心丝杠螺纹滚道的半径；d1为接触点到中心丝杠的半径；d2为接触点到滚柱轴线的半径；可知，曲率和为：σρ＝ρ
11
+ρ
12
+ρ
21
+ρ
22
主曲率函数为：(3)根据赫兹接触理论，得到接触面的弹性形变量为：式中，e1与e2为滚柱与丝杠弹性模量；μ1与μ2为滚柱与丝杠泊松比，f0为轴向力。6.根据权利要求4所述的一种特种车辆快速展车协同控制方法，其特征在于：步骤step201所述的计算调平支腿理论承载力的过程包括(1)设两前支腿对车架的轴向力和径向力分别为f
1y
、f
1x
、f
1z
；两后支腿对车架的轴向力和径向力分别为f
2y
、f
2x
、f
2z
；车身俯仰角α、车身横滚角β；两前支腿左右跨度为h，两后支腿跨度与之相同；同侧前后支腿跨度为l；车架质量为m1，负载质量为m2，总质量为m；车架质心位于车体垂向的对称面内，距后腿中轴线水平距离为l1；负载质心位于车体垂向的对称面内，距后腿中轴线水平距离为l2；重力加速度为g＝9.8m/s2；(2)以车架平面为基准，追踪车身状态变化时车架重力与支腿轴向力间的平衡，列出平衡方程；支腿轴向方向上的合力等于车架及负载重力在支腿轴向方向上的投影；当车体既有俯仰角又有横滚角时，受力平衡方程如下：f
1y
+f
2y
＝mgcosαcosβf
1x
+f
2x
＝mgsinαf
1z
+f
2z
＝mgsinβ以两前支腿连线为旋转轴，进行力矩平衡分析，力矩平衡方程如下：
[m1g(l-l1)+m2g(l-l2)]cosαcosβ＝f
2y
l以两后支腿连线为旋转轴，进行力矩平衡分析，力矩平衡方程如下：[m1gl1+m2gl2]cosαcosβ＝f
1y
l。7.根据权利要求4所述的一种特种车辆快速展车协同控制方法，其特征在于：步骤step202所述的基于干扰补偿的调平控制策略包括step2021.计算初始误差作为前馈补偿，反馈控制采用自适应模糊pid控制，模糊控制器的输入误差e根据前馈的干扰补偿值得出，再计算误差变化率e
c
；step2022.模糊控制器在运行中通过不断更新e和e
c
来调整δk
p
、δk
i
和δk
d
的值，实现pid参数的在线自整定，满足不同e和e
c
对控制参数的不同要求；其中，模糊控制器的输入、输出语言变量e、e
c
、δk
p
、δk
i
、δk
d
的模糊论域均为[-6，6]，模糊子集为[nb，nm，ns，zo，ps，pm，pb]，考虑到对论域的覆盖程度和灵敏度、稳定性与鲁棒性原则，各模糊子集采用高斯形隶属度函数。8.根据权利要求1所述的一种特种车辆快速展车协同控制方法，其特征在于：步骤step3所述的基于高压蓄能的特种车辆协同起竖方法的控制过程包括step3011.采用高压蓄能器驱动特种车辆快速起竖方案，建立高压蓄能器；step3012.在高压蓄能器的基础上，建立三级液压缸数学模型；step3013.在三级液压缸数学模型的基础上，建立缓冲装置的数学模型。9.根据权利要求8所述的一种特种车辆快速展车协同控制方法，其特征在于：步骤step3012所述的三级液压缸数学模型的建立过程包括(1)将液压缸的正、反腔分别当作一个节点容腔，通过节点容腔法建立两腔压力方程，计算出各级缸的输出力，得出三级缸的数学模型如式中，e为油液的有效体积弹性模量；v
f
和v
b
分别为多级缸正、反腔的初始容积；q
f
和q
b
分别为流入或流出正、反腔的流量；a
f3
、a
f2
、a
f1
分别为3、2、1级筒正腔作用面积；a
b3
、a
b2
、a
b1
分别为3、2、1级筒反腔作用面积；l
3max
、l
2max
、l
1max
分别为3、2、1级筒的最大位移；p
f
、p
b
分别为油缸正、反腔的压力；x
32
、v
32
分别为3级筒相对于2级筒的轴向位移、速度；x
21
、v
21
分别为2级筒相对于1级筒的轴向位移、速度；x
1p
、v
1p
分别为1级筒相对于活塞杆的轴向位移、速度；f3、f2、f1分别为3、2、1级筒输出作用力；f
f3
、f
f2
、f
f1
分别为3、2、1级筒运行过程的摩擦力；f
p3
、f
p2
、f
p1
分别为3、2、1级筒、活塞杆间的碰撞力；(2)式(40)中缸筒运行中的摩擦力模型采用改进的lugre模型，数学模型如
式中，z为鬃毛的平均弹性形变；v为接触面的相对速度；σ
z
为刚度系数；τ
z
为阻尼系数；η
z
为粘滞系数；v
s
为stribeck速度常数；f
c
为库伦摩擦力；f
s
为静摩擦力；h为油膜厚度；(3)式(40)中液压缸级间碰撞模型基于赫兹接触力模型，其数学模型如式中，k
p
和k
n
为等效弹簧刚度；μ为迟滞因子；δ为接触点法向穿透深度；v
r
和v
c
为两个缸筒的速度；x为缸筒间相对位移；g
p
为缸筒位移上界；g
n
为缸筒位移下界。
技术总结
本发明公开了一种特种车辆快速展车协同控制方法，包括步骤Step1.在特种车辆协同展车的过程中，提出特种车辆协同展车运动的各项边界条件；Step2.设计基于干扰补偿的特种车辆协同调平方法，并利用基于干扰补偿的特种车辆协同调平方法控制特种车辆的协同展车过程；Step3.设计基于高压蓄能的特种车辆协同起竖方法，并利用基于高压蓄能的特种车辆协同起竖方法控制特种车辆的协同展车过程，完成特种车辆快速展车协同控制；本方法通过设计基于干扰补偿的特种车辆协同调平方法和基于高压蓄能的特种车辆协同起竖方法来对特种车辆快速展车进行协同控制，能够有效实现特种车辆快速展车，具有展车时间短、调平精度高、起竖速度快的特点。特点。特点。
技术研发人员：于传强 周伯俊 谭立龙 刘志浩 柯冰 马长林 陈渐伟 舒洪斌
受保护的技术使用者：中国人民解放军火箭军工程大学
技术研发日：2022.07.12
技术公布日：2022/8/19