本發(fā)明涉及工程設備，具體涉及一種大高度高空作業(yè)車調平系統(tǒng)和控制方法。

背景技術：

1、高空作業(yè)車作為一種載人高空作業(yè)的專用車輛，越來越多的取代了以往危險性極高的攀爬作業(yè)模式。隨著城市建設的發(fā)展，高空作業(yè)車不僅僅用于碼頭、機場、水利、電站、園林等大型基礎建設中，還廣泛應用于路燈、通信、交通、廣告、攝影等城市設施安裝和管理中。

2、高空作業(yè)車作為載人設備，其平臺具有自動調平功能?，F(xiàn)有的高空作業(yè)車平臺調平主要有三種方式：1、機械調平。即利用重力原理或者平行四邊形連桿機構實現(xiàn)平臺自動調平，多用于折疊式臂架高空作業(yè)車。2、液壓調平。其調節(jié)原理依靠平臺伸縮缸與轉臺伸縮缸的等容積三角形原理，實現(xiàn)平臺的自動調節(jié)，多用于伸縮式臂架高空作業(yè)車。3、電動調平。利用平臺的上傾角傳感器，實時反饋平臺角度，通過反饋信號來調節(jié)平臺調平油缸，從而保證平臺的調平。

3、目前大高度混合臂的高空作業(yè)車，由于結構復雜，只能通過電動調平來實現(xiàn)。對于大高度的高空作業(yè)車來說，尤其是40米以上的大高空混合臂高空作業(yè)車，會造成調平的滯后。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是：提供一種大高度高空作業(yè)車調平系統(tǒng)和控制方法，通過plc控制液壓系統(tǒng)補償油管過長的壓力損失，從而實現(xiàn)調平系統(tǒng)的快速響應，有效的解決了調平滯后的問題。

2、為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：一種大高度高空作業(yè)車調平系統(tǒng)，包括平臺調平子系統(tǒng)、液壓補償子系統(tǒng)和plc控制子系統(tǒng)。

3、平臺調平子系統(tǒng)包括曲臂、調平油缸、第一連桿、第二連桿和平臺托架。

4、液壓補償子系統(tǒng)包括平衡閥、調平比例閥、單向閥、補償比例閥、溢流閥和補償泵。

5、plc控制子系統(tǒng)包括plc控制器、角度傳感器和壓力傳感器，其中plc控制器包括can通訊模塊、cpld邏輯控制模塊、pwm驅動模塊和數(shù)字驅動模塊。

6、壓力傳感器、調平比例閥進油口p、單向閥的一端以及補償比例閥工作油口a構成調平油路。

7、所述plc控制子系統(tǒng)通過傳感器檢測到平臺發(fā)生變化的相應參數(shù)，通過與該參數(shù)的設定閾值作比較，得到相應的控制策略，將該策略傳輸?shù)娇刂埔簤貉a償子系統(tǒng)中，驅動調平比例閥、補償比例閥以及補償泵進行相應的操作，進而使得平臺調平子系統(tǒng)帶動平臺轉動，進行調平。

8、進一步的，平臺調平子系統(tǒng)中，調平油缸的一端放置在曲臂上，曲臂的一端與平臺托架連接，第一連桿的一端與曲臂的末端連接，第二連桿的一端與平臺托架連接，第一連桿的另一端以及第二連桿的另一端與調平油缸的另一端連接。

9、進一步的，調平油缸的缸筒通過銷軸放置在曲臂上，曲臂的一端與平臺托架鉸接，第一連桿的一端與曲臂的末端鉸接，第二連桿的一端與平臺托架鉸接，第一連桿的另一端以及第二連桿的另一端與調平油缸的活塞桿鉸接。

10、進一步的，液壓補償子系統(tǒng)中，平衡閥的工作油口a與調平油缸的大腔連接，平衡閥的工作油口b與調平油缸的小腔連接，平衡閥的進油口p與調平比例閥的工作油口a連接，平衡閥的回油口t與調平比例閥的工作油口b連接，調平比例閥的進油口p以及單向閥的一端與補償比例閥的工作油口a連接，單向閥的另一端與主油路進油口p連接，調平比例閥的回油口t與主油路回油口t連接，補償比例閥工作油口b堵塞，補償比例閥進油口p以及補償泵輸出油口與溢流閥進油口連接，補償比例閥回油口t以及溢流閥回油口與補償油路的回油口t連接，補償泵輸入油口與補償油路進油口p連接。

11、進一步的，plc控制子系統(tǒng)中，角度傳感器設置在平臺托架上，can通訊模塊與角度傳感器以及壓力傳感器連接，cpld邏輯控制模塊的一端與can通訊模塊連接，cpld邏輯控制模塊的另一端與pwm驅動模塊以及數(shù)字驅動模塊連接，pwm驅動模塊與調平比例閥以及補償比例閥連接，數(shù)字驅動模塊與補償泵連接，壓力傳感器與調平比例閥進油口p以及單向閥的一端、補償比例閥工作油口a連接。

12、進一步的，角度傳感器通過螺栓連接在平臺托架上，can通訊模塊通過can總線與角度傳感器、壓力傳感器連接。

13、進一步的，本發(fā)明還提出了一種大高度高空作業(yè)車調平系統(tǒng)的控制方法，包括：

14、步驟1、can通訊模塊實時檢測調平油路的壓力p，設定調平油路允許壓力范圍為pmin~pmax，通過cpld邏輯控制模塊將can通訊模塊的數(shù)據(jù)分別傳輸?shù)絧wm驅動模塊以及數(shù)字驅動模塊中，當p<pmin時，數(shù)字驅動模塊驅動補償泵運行，pwm驅動模塊驅動補償比例閥右端比例電磁鐵得電；當p>pmax時，數(shù)字驅動模塊驅動補償泵停止運行，pwm驅動模塊驅動補償比例閥左側比例電磁鐵得電；當pmin≤p≤pmax時，數(shù)字驅動模塊驅動補償泵停止運行，pwm驅動模塊驅動補償比例閥失電，補償比例閥回到中位。

15、步驟2、角度傳感器實時檢測平臺的傾斜角度，設定平臺最大允許傾斜角度為，當且為正時，pwm驅動模塊驅動調平比例閥的左側線圈得電，液壓油經(jīng)過調平比例閥左位進入調平油缸的小腔，帶動平臺托架圍繞鉸點做逆時針運動，進而帶動角度傳感器圍繞鉸點轉動，平臺逆時針調平；當且為負時，pwm驅動模塊驅動調平比例閥的右側線圈得電，液壓油經(jīng)過調平比例閥右位進入調平油缸的大腔，帶動平臺托架圍繞鉸點做順時針運動，進而帶動角度傳感器圍繞鉸點轉動，平臺順時針調平；當平臺的傾斜角度時，pwm驅動模塊關閉調平比例閥的輸出，切斷調平油缸的油路，平臺不調平。

16、步驟3、壓力傳感器實時檢測調平油路的壓力，can通訊模塊將壓力傳感器和角度傳感器的電信號轉化為測量信號，并傳輸給cpld邏輯控制模塊，cpld邏輯控制模塊實時記錄當前采樣周期的平臺傾斜角度和前一次采樣周期的平臺傾斜角度，并得到平臺傾斜角度的變化率，為，其中 n表示當前cpld邏輯控制模塊的采樣周期；設定平臺最大允許變化率為，當且為正時，pwm驅動模塊增加調平比例閥的比例電磁鐵驅動電流，使調平比例閥的閥芯開度加大，提高調平油缸的伸縮速度；當且為負時，pwm驅動模塊減少調平比例閥的比例電磁鐵驅動電流，使調平比例閥的閥芯開度減小，降低調平油缸的伸縮速度；當時，pwm驅動模塊保持調平比例閥的比例電磁鐵驅動電流不變，使調平比例閥的閥門開度保持不變，保證調平油缸的伸縮速度恒定。

17、進一步的，當主油路不工作時，利用單向閥將調平油路中的壓力鎖住，同時防止在補償調平油路壓力時，補償?shù)膲毫闹饔吐穚口溢流。

18、當補償比例閥開度小于設定閾值時，多余的壓力從溢流閥返回油箱。

19、進一步的，步驟3中，比例電磁鐵驅動電流的變化量的計算公式為：

20、；

21、其中，表示比例電磁鐵驅動電流的變化量，表示比例增益，表示當前采樣周期的角速度變化率，表示前一次采樣周期的角速度變化率，表示積分增益，表示微分增益，表示前兩次采樣周期的角速度變化率。

22、本發(fā)明采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果：

23、本發(fā)明通過增加液壓補償系統(tǒng)來降低管路的壓力損失，可實時補償調平管路中的壓力損失，保持調平管路中的壓力恒定，解決了因調平管路過長、壓力損失大造成的調平滯后問題。

24、此外，本發(fā)明通過串級pid調速系統(tǒng)提高了調平系統(tǒng)的響應速度。