如何设计升高车自动找平电液控制系统??
新闻分类:行业资讯 作者:admin 发布于:2016-11-254 文字:【
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摘要:
如何设计升高车自动找平电液控制系统??
惠州升高车出租, 惠州升高车租赁, 升高车出租, 机械臂液压系统介绍: 液压系统用于驱动机械臂运动和变换位置,同时要保证机械臂的位置能够在较大范围内调整。升高车工作装置即机械臂的动作由多个执行元件驱动,包括机械臂回转液压马达、机械臂引出液压缸、1对铲土角变换液压缸、机械臂摆动(即侧移)液压缸以及左、右机械臂升降液压缸,并有一系列多种类电磁控制阀来控制液压缸。其中起找平功能的执行元件是左、右机械臂升降液压缸。自动找平系统的升高车,是将自动找平液压控制系统并联到控制左、右升降液压缸的液压系统上。该自动找平系统通过中央控制器输出控制指令来驱动比例阀,将自动调平系统对机械臂的控制模型和控制算法嵌入到升高车的中央控制器中,并将由传感器检测到的机械臂高度、横坡等数据信号反馈到中央控制器,形成了闭环反馈控制系统。
主控制器硬件设计: 自动找平系统的主控制器硬件采用核心板加底板的形式,这种形式提高了设计的应用性和灵活性,便于二次开发。核心板包括S3C2410处理器、2片32M的SDRAM、64M的NandFlash、12MHz系统外部时钟源和32.7628kHz的RTC时钟源,具有功耗低、数据处理速度快、片上资源丰富等特点。核心板通过外围电路与各种硬件设备相连。底板主要由电源电路、外围电路、各种接口电路(包括以太网接口、串口、USB接口、JTAG接口、CAN接口等)组成,主要实现处理器和各种外围设备的连接功能。控制器硬件结构设计如图2所示。在升高车自动找平系统中设置了7个开关量输入:自动/手动切换键、设置键、确定键、横坡区“增”键和“减”键、纵坡区“增”键和“减”键,通过这7个按键来设置系统工作参数和工作状态,实现系统的精确控制。自动/手动切换键设定系统的工作状态,属于交替切换,即非自动状态则为手动状态。设置键用来分别设置横坡区、纵坡区的窗口值和灵敏度,配合相应的“增”键和“减”键调节升高车当前的工作精度,满足不同的施工要求。“增”键、“减”键在自动状态时,配合设置键来设置系统的工作参数;在手动状态时可通过按键直接控制机械臂两端的升降。参数设置完成后,按下确定键,存储所设定值,返回到正常显示状态。程序运行过程中,当开关按键闭合时,调用其相应的中断程序段执行相应的命令。
主控制器软件设计: 嵌入式操作系统在目前的嵌入式应用中被越来越广泛地运用,尤其在功能复杂、系统庞大的应用中显得尤为重要。本系统嵌入式微处理器采用S3C2440,基于ARM920T内核,综合考虑操作系统的硬件支持性、开发工具的支持程度等因素,选用Linux作为嵌入式操作系统。嵌入式Linux系统的开发过程主要有:1)建立开发环境。本系统的开发过程中,宿主机通过虚拟机VMware安装Ubuntu7.10,交叉编译工具链使用arm-linux-gcc3.4.1,主机和目标板通过串口、以太网连接。2)引导程序Bootloader的移植。系统上电后,需要运行BootLoader来进行初始化硬件设备、准备好软件环境,最后调用操作系统内核。3)Linux内核移植。内核移植就是选择一款版本合适的Linux内核源码来进行重新剪裁、配置和编译,生成一个内核映像文件,最后把该映像文件烧写到目标平台中。4)文件系统移植。在Linux系统中,所有的文件和设备都是以文件的形式来管理的,而根文件系统是所有文件和设备节点的起始点。本系统使用Busybox制作cramfs文件系统。5)编写相应的驱动程序。本系统的驱动程序主要包括按键驱动、LCD驱动、CAN接口驱动以及I/O驱动。6)编写相应的应用程序,包括液晶显示、按键输入、控制信号输出。
智能传感节点设计: 升高车自动找平系统作业时,现场电磁干扰是影响系统控制精度的重要因素。本系统将主控制器与传感器分开来,传感器节点负责路面信息的实时采集和传送,主控制器负责数据处理。作为控制器,外加标准的CAN接口,通过CAN总线传输数据,最大限度地缩短模拟信号的传输距离。智能传感器节点结构框图如图3所示,传感器采集到的模拟信号经过调理和转换,再经单片机A/D转换成数字信号通过CAN总线传输至主控制器。
系统控制策略: 由于升高车的控制精度与行驶速度、发动机的转速、负载能力等各种因素都有关系,对此建立比较精确系统函数模型较为困难。因此选择采用一种较为简单、快速且不需要精确系统函数模型的控制方法有助于提高升高车的实时控制。模糊控制没有精确的系统函数模型,单独使用时不易消除稳态误差,因此建议采用模糊控制与经典PID控制算法相结合,通过模糊控制实时修正PID参数,尽可能提高系统的控制精度和鲁棒性及其实用性。
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