專利名稱：履帶式機(jī)械設(shè)備直線行走控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種履帶式機(jī)械設(shè)備直線行走控制方法。
背景技術(shù)：
履帶式機(jī)械設(shè)備(如攤鋪機(jī)，挖掘機(jī)等)通常都是通過驅(qū)動輪帶動履帶行迸。以攤鋪機(jī)為例，驅(qū)動輪有效輪徑包含驅(qū)動輪直徑、驅(qū)動輪與履帶齒條接觸縫隙、以及履帶橡膠厚度。由于履帶式機(jī)械設(shè)備兩側(cè)驅(qū)動輪的輪徑本身存在微小差異，又由于履帶式機(jī)械設(shè)備的重心位置不一定會在機(jī)器的中軸線上，致使左右兩側(cè)履帶的承載質(zhì)量不同，導(dǎo)致兩側(cè)履帶齒輪接觸縫隙和橡膠墊的壓縮量不同，多種因素造成兩側(cè)驅(qū)動輪有效輪徑存在差異，這種差異會對履帶式機(jī)械設(shè)備的直線行駛帶來影響。履帶式機(jī)械設(shè)備的實(shí)際行進(jìn)速度是驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速和有效輪徑的乘積，由于兩側(cè)履帶驅(qū)動輪的有效輪徑存在差異，兩側(cè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速相同并不能保證兩側(cè)的實(shí)際行進(jìn)速度一致。同樣，保證左右驅(qū)動輪累積轉(zhuǎn)動角度相同的辦法并不能解決履帶式機(jī)械設(shè)備直線行駛時(shí)跑偏的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種履帶式機(jī)械設(shè)備直線行走控制方法，通過引入糾偏系數(shù)消除左右兩側(cè)履帶機(jī)械尺寸差異造成的行走偏差，并在原有速度閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上疊加外部里程差比例糾偏，通過比例控制器給出調(diào)整側(cè)履帶的速度調(diào)節(jié)量。整個(gè)控制過程簡單可靠，調(diào)節(jié)效果好。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種履帶式機(jī)械設(shè)備直線行走控制方法，包括如下步驟
第一歩、通過速度給定設(shè)備給定左、右的初始行走速度，處理器CPU通過接ロ設(shè)備讀取當(dāng)前的兩側(cè)速度設(shè)定值并保存；
第二步、在左、右履帶驅(qū)動設(shè)備上分別安裝速度傳感器，用于采集左、右行駛馬達(dá)的行走路程，CPU讀取到左右履帶的速度數(shù)據(jù)后，再調(diào)用兩側(cè)履帶對應(yīng)的速度控制模塊，速度控制模塊將左、右速度值分別和初始給定的左、右行走速度進(jìn)行比較，得出左、右行駛馬達(dá)的修正速度，經(jīng)過增益轉(zhuǎn)換后輸出為執(zhí)行器件可以接受的信號，然后使得左右兩側(cè)履帶按照調(diào)節(jié)后的修正速度運(yùn)行；
第三步、對左、右速度傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行累加，從而計(jì)算出左、右履帶的行走路程増量，并將左履帶的行走路程増量乘以糾偏系數(shù)后和右履帶的行走路程增量進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行判斷當(dāng)二者的差超出預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)，則將比較結(jié)果輸入給比例調(diào)節(jié)器，求出糾偏控制量，并據(jù)此對右行駛馬達(dá)的設(shè)定速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述糾偏系數(shù)的測量方法包括如下步驟
首先，設(shè)定左、右履帶速度給定值，并在左履帶速度給定值上多加ー個(gè)脈沖，用以保障左履帶行進(jìn)脈沖累積大于右履帶行進(jìn)脈沖累積；
其次，開動機(jī)器并對接地履帶的邊沿進(jìn)行標(biāo)記，用以判斷是否跑出直線如果未跑出直線，則修改左、右履帶速度給定值，直至履帶式機(jī)械設(shè)備跑出一條直線；
最后，在跑出直線后，根據(jù)左、右履帶的行進(jìn)脈沖累積量按如下公式計(jì)算出糾偏系數(shù) 糾偏系數(shù)=右側(cè)脈沖累積量/左側(cè)脈沖累積量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
通過將當(dāng)前右側(cè)脈沖傳感器里程増量與當(dāng)前左側(cè)脈沖傳感器里程増量乘以糾偏系數(shù)的值相比較，其差值經(jīng)過比例控制器得出糾偏調(diào)節(jié)量，把此調(diào)節(jié)量疊加在右側(cè)速度設(shè)定值上，再經(jīng)過速度閉環(huán)控制系統(tǒng)最終改變右側(cè)里程増量值，使得右側(cè)里程與乘上糾偏系數(shù)的左側(cè)里程一致。這種控制方法可以消除由于兩側(cè)有效驅(qū)動機(jī)械尺寸不一致以及兩側(cè)驅(qū)動速度偏差造成的行走直線度偏差。本發(fā)明控制結(jié)構(gòu)簡單，糾偏效果良好，可以不改變原有速度閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，達(dá)到直線行駛糾偏的目的，提高了履帶式機(jī)械設(shè)備的行走直線性能。
具體實(shí)施例方式—種履帶式機(jī)械設(shè)備直線行走控制方法，包括如下步驟
第一歩、通過速度給定設(shè)備給定左、右的初始行走速度，處理器CPU通過接ロ設(shè)備讀取當(dāng)前的兩側(cè)速度設(shè)定值并保存；
第二步、在左、右履帶驅(qū)動設(shè)備上分別安裝速度傳感器，用于采集左、右行駛馬達(dá)的行走路程，CPU讀取到左右履帶的速度數(shù)據(jù)后，再調(diào)用兩側(cè)履帶對應(yīng)的速度控制模塊，速度控制模塊將左、右速度值分別和初始給定的左、右行走速度進(jìn)行比較，得出左、右行駛馬達(dá)的修正速度，經(jīng)過增益轉(zhuǎn)換后輸出為執(zhí)行器件可以接受的信號，然后使得左右兩側(cè)履帶按照調(diào)節(jié)后的修正速度運(yùn)行；
第三步、對左、右速度傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行累加，從而計(jì)算出左、右履帶的行走路程増量，并將左履帶的行走路程増量乘以糾偏系數(shù)后和右履帶的行走路程增量進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行判斷當(dāng)二者的差超出預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)，則將比較結(jié)果輸入給比例調(diào)節(jié)器，求出糾偏控制量，并據(jù)此對右行駛馬達(dá)的設(shè)定速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而減小兩側(cè)的真實(shí)里程偏差，達(dá)到直線行走糾偏的目的。為了消除兩側(cè)履帶有效輪徑差異造成履帶式機(jī)械設(shè)備行進(jìn)直線度偏移，需要先測量出兩側(cè)履帶有效輪徑的輪徑差系數(shù)，具體測量方法如下
采用左右履帶速度設(shè)定值不相等的方法，分別設(shè)定左右履帶的行駛速度，使履帶式機(jī)械設(shè)備盡量跑出一條直線，根據(jù)左右側(cè)履帶行駛累積脈沖差計(jì)算出糾偏系數(shù)。具體步驟如下
首先，設(shè)定左、右履帶速度給定值，并在左履帶速度給定值(右偏則為右側(cè)速度)上多加一個(gè)脈沖，用以保障左履帶(或右履帯)行進(jìn)脈沖累積大于右履帶(或左履帯)行進(jìn)脈沖累積；
其次，開動機(jī)器并對接地履帶的邊沿進(jìn)行標(biāo)記，用以判斷是否跑出直線如果未跑出直線，則修改左、右履帶速度給定值，直至履帶式機(jī)械設(shè)備跑出一條直線；
最后，在跑出直線后，根據(jù)左、右履帶的行進(jìn)脈沖累積量按如下公式計(jì)算出糾偏系數(shù) 糾偏系數(shù)=右側(cè)脈沖累積量/左側(cè)脈沖累積量。本發(fā)明的工作原理是在糾偏控制方案中使用直線行駛糾偏系數(shù)來解決履帶式機(jī)械設(shè)備直線行駛跑偏的問題，以左側(cè)履帶行駛累積脈沖數(shù)為參考量，則右側(cè)履帶的行駛實(shí)際脈沖增量值應(yīng)為糾偏系數(shù)乘以左側(cè)脈沖增量值。右側(cè)的脈沖累積増量要和此計(jì)算數(shù)值進(jìn)行比較，并不斷對右側(cè)速度設(shè)定值做出調(diào)整，使其和此值相同，以達(dá)到糾偏的目的。
權(quán)利要求
1.一種履帶式機(jī)械設(shè)備直線行走控制方法，其特征在干，包括如下步驟第一歩、通過速度給定設(shè)備給定左、右的初始行走速度，處理器CPU通過接ロ設(shè)備讀取當(dāng)前的兩側(cè)速度設(shè)定值并保存；第二步、在左、右履帶驅(qū)動設(shè)備上分別安裝速度傳感器，用于采集左、右行駛馬達(dá)的行走路程，CPU讀取到左右履帶的速度數(shù)據(jù)后，再調(diào)用兩側(cè)履帶對應(yīng)的速度控制模塊，速度控制模塊將左、右速度值分別和初始給定的左、右行走速度進(jìn)行比較，得出左、右行駛馬達(dá)的修正速度，經(jīng)過增益轉(zhuǎn)換后輸出為執(zhí)行器件可以接受的信號，然后使得左右兩側(cè)履帶按照調(diào)節(jié)后的修正速度運(yùn)行；第三步、對左、右速度傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行累加，從而計(jì)算出左、右履帶的行走路程増量，并將左履帶的行走路程増量乘以糾偏系數(shù)后和右履帶的行走路程增量進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行判斷當(dāng)二者的差超出預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)，則將比較結(jié)果輸入給比例調(diào)節(jié)器，求出糾偏控制量，并據(jù)此對右行駛馬達(dá)的設(shè)定速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶式機(jī)械設(shè)備直線行走控制方法，其特征在于所述糾偏系數(shù)的測量方法包括如下步驟首先，設(shè)定左、右履帶速度給定值，并在左履帶速度給定值上多加ー個(gè)脈沖，用以保障左履帶行進(jìn)脈沖累積大于右履帶行進(jìn)脈沖累積；其次，開動機(jī)器并對接地履帶的邊沿進(jìn)行標(biāo)記，用以判斷是否跑出直線如果未跑出直線，則修改左、右履帶速度給定值，直至履帶式機(jī)械設(shè)備跑出一條直線；最后，在跑出直線后，根據(jù)左、右履帶的行進(jìn)脈沖累積量按如下公式計(jì)算出糾偏系數(shù) 糾偏系數(shù)=右側(cè)脈沖累積量/左側(cè)脈沖累積量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種履帶式機(jī)械設(shè)備直線行走控制方法，通過將當(dāng)前右側(cè)脈沖傳感器里程增量與當(dāng)前左側(cè)脈沖傳感器里程增量乘以糾偏系數(shù)的值相比較，其差值經(jīng)過比例控制器得出糾偏調(diào)節(jié)量，把此調(diào)節(jié)量疊加在右側(cè)速度設(shè)定值上，再經(jīng)過速度閉環(huán)控制系統(tǒng)最終改變右側(cè)里程增量值，使得右側(cè)里程與乘上糾偏系數(shù)的左側(cè)里程一致。這種控制方法可以消除由于兩側(cè)有效驅(qū)動機(jī)械尺寸不一致以及兩側(cè)驅(qū)動速度偏差造成的行走直線度偏差。本發(fā)明控制結(jié)構(gòu)簡單，糾偏效果良好，可以不改變原有速度閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，達(dá)到直線行駛糾偏的目的，提高了履帶式機(jī)械設(shè)備的行走直線性能。
文檔編號G05D1/02GK102566573SQ20121000719
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者劉 東, 張利, 徐樂, 楊強(qiáng), 胡基士, 蔣啟龍, 陳彥杰, 陳路 申請人:成都市新筑路橋機(jī)械股份有限公司, 西南交通大學(xué)