本發(fā)明涉及移動平臺同步控制，特別涉及一種移動平臺的虛擬主軸控制方法。

背景技術(shù)：

1、某橋作為一種可移動工作平臺，安裝于使用點一側(cè)。在某型特種車作業(yè)前，某橋移出到位后提供作業(yè)平臺；某型特種車作業(yè)完成后，某橋收回。驅(qū)動系統(tǒng)采用軌道平車驅(qū)動方式，安裝在平臺結(jié)構(gòu)下方，驅(qū)動輪由電動機驅(qū)動，在預(yù)設(shè)的軌道上行走，驅(qū)動平臺進行水平移動。驅(qū)動系統(tǒng)總成由主動輪組、從動輪組等組成。主動輪組由伺服電機、減速器、聯(lián)軸器、傳動軸、滾輪、滾輪軸、軸承組件、軸承固定座、軸承蓋以及固定連接件等組。從動輪組由滾輪、滾輪軸、軸承組件、軸承固定座、軸承蓋及固定連接件等組成。

2、現(xiàn)有技術(shù)多臺電機運行不同步，或同步精度不高，存在位移緩沖；電機選型功率過大，體積過大，不利于安裝和維修。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有堿性電解水用析氫電極電流密度低的問題，本申請?zhí)岢鲆环N移動平臺的虛擬主軸控制方法，包括以下步驟：

2、建立狀態(tài)機，明確整個行走電機控制過程；

3、進行路徑規(guī)劃，設(shè)置停車位置，采用位置控制，中間狀態(tài)位進行目標位置到達；

4、控制器內(nèi)建立虛擬主軸，兩行走伺服電機設(shè)為從軸，跟隨虛擬主軸運動。

5、進一步的，建立狀態(tài)機具體包括：

6、將行走控制過程當作一個狀態(tài)機，每一個動作節(jié)點，如“初始位”、“緩沖位”、“緩沖位減速”、“終止位”、“終止位減速”均設(shè)為一個狀態(tài)，融合放進程序控制中；

7、當狀態(tài)機處于某一狀態(tài)位如“初始位”，判斷跳轉(zhuǎn)到下一狀態(tài)“緩沖位減速”，條件不滿足則為0，狀態(tài)不變；條件滿足則為1，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)；

8、同時增加軟保護功能。

9、進一步的，進行路徑規(guī)劃，停止位置分別定義全局變量，具體包括：

10、移動平臺收回時，定義此處行走電機編碼器位置數(shù)值為零點；

11、控制方式采用位置控制，選用多圈絕對值編碼器記錄行走電機轉(zhuǎn)動位置信息。

12、進一步的，停車位置均定義位置變量，并在程序中給定初始默認數(shù)值，結(jié)合用戶現(xiàn)場，此變量數(shù)值可以調(diào)整，增加與用戶現(xiàn)場實際工況的匹配度。

13、進一步的，進行路徑規(guī)劃進行路徑規(guī)劃設(shè)置停車位置是準備步驟，完成后不需要每次都需要做，停車位置參數(shù)設(shè)定好即可。

14、進一步的，控制器內(nèi)部建立虛擬主軸具體包括：

15、將位置指令作為一個虛擬的主軸，兩臺行走伺服電機均視為從動軸，兩臺電機同時跟隨主軸運行，減少外界干擾擾動；

16、輸入控制指令與雙電機的位置負反饋信號形成同步控制器的輸入?yún)⒖夹盘枴?/p>

17、進一步的，虛擬主軸在加減速時，虛擬主軸采用s加速曲線進行變速，其在其它時間均保持勻速運行。

18、進一步的，還包括以下步驟：

19、軸間同步加入握手掣肘信號同步算法，確保兩行走伺服電機同步控制精度進一步加強。

20、進一步的，軸間同步加入握手掣肘信號同步算法具體包括：

21、單軸1在有限周期t內(nèi)采集速度，分別為1v1、1v2......1vn，取平均數(shù)值為vp1；

22、單軸2在有限周期t內(nèi)采集速度，分別為2v1、2v2......2vn，取平均數(shù)值為vp2；

23、誤差補償值為△vp＝|vp1-vp2|，并將此數(shù)值補償進速度較小的運動軸中。

24、一種移動平臺的虛擬主軸控制方法實現(xiàn)所需的系統(tǒng)，包括信號采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯控終端、執(zhí)行機構(gòu)：

25、信息采集模塊，為多圈絕對值編碼器，所述多圈絕對值編碼器可以測量旋轉(zhuǎn)軸的位置和方向，通過將不同的二進制代碼賦予旋轉(zhuǎn)軸的位置進行編碼，然后通過讀取器讀取這些代碼來確定行走電機1和行走電機2的位置；

26、數(shù)據(jù)處理模塊，為plc，所述plc可以通過modbus通訊與行走伺服驅(qū)動器進行數(shù)據(jù)交互，獲取行走電機位置信息，并將其作為位置控制的輸入變量進行行走電機控制；

27、顯控終端，為操作盒和液晶屏，通過can通訊，所述操作盒接收來自plc的數(shù)據(jù)信號，生成作業(yè)狀態(tài)機運行圖，實時顯示當前移動平臺動作狀態(tài)；所述操作盒上布置有開關(guān)和控制手柄，執(zhí)行行走電機等動作指令，通過總線發(fā)送操作指令給plc，實現(xiàn)移動平臺功能動作；

28、執(zhí)行機構(gòu)，為伺服電機，所述伺服電機連接對應(yīng)的伺服驅(qū)動器，組成伺服驅(qū)動系統(tǒng)，按照狀態(tài)機控制邏輯，plc給伺服驅(qū)動器發(fā)送控制指令，由伺服電機帶動行走輪動作，從而完成移動平臺的移出和收回。

29、本發(fā)明提供的移動平臺的虛擬主軸控制方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)其有益效果在于：

30、本發(fā)明解決了當前行走電機不同步，同步精度差的問題；降低了因行走電機不同步導(dǎo)致機械甚至移動平臺卡滯、受損的風險；節(jié)約硬件成本，行走電機可向低成本小體積選型，剔除行程開關(guān)等傳感器布置，大大節(jié)省安裝空間和施工步驟；將行走電機多點停車位置融入“狀態(tài)機”，路徑提前規(guī)劃、停車位置參數(shù)可設(shè)置，提高了與用戶現(xiàn)場工況的適配度；兩行走電機同步控制采用跟隨虛擬主軸、從軸間握手約束的控制方法，雙重策略來保證并提升同步精度，同時降低外界干擾性。

技術(shù)特征：

1.一種移動平臺的虛擬主軸控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，建立狀態(tài)機具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進行路徑規(guī)劃，停止位置分別定義全局變量，具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：停車位置均定義位置變量，并在程序中給定初始默認數(shù)值，結(jié)合用戶現(xiàn)場，此變量數(shù)值可以調(diào)整，增加與用戶現(xiàn)場實際工況的匹配度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：進行路徑規(guī)劃進行路徑規(guī)劃設(shè)置停車位置是準備步驟，完成后不需要每次都需要做，停車位置參數(shù)設(shè)定好即可。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，控制器內(nèi)部建立虛擬主軸具體包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：虛擬主軸在加減速時，虛擬主軸采用s加速曲線進行變速，其在其它時間均保持勻速運行。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，軸間同步加入握手掣肘信號同步算法具體包括：

10.一種移動平臺的虛擬主軸控制方法實現(xiàn)所需的系統(tǒng)，包括信號采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯控終端、執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種移動平臺的虛擬主軸控制方法，在兩臺或多臺伺服電機軸之間，加入軸間握手約束的控制算法，同時在從軸跟隨虛擬主軸控制策略下，進一步提升同步控制精度，解決了當前行走電機不同步，同步精度差的問題；降低了因行走電機不同步導(dǎo)致機械甚至移動平臺卡滯、受損的風險；節(jié)約硬件成本，行走電機可向低成本小體積選型，剔除行程開關(guān)等傳感器布置，大大節(jié)省安裝空間和施工步驟，提供了多軸同步控制的另一種方案。

技術(shù)研發(fā)人員：邱磊,秦凡,王翔,王百鵬,單海超,張濤,趙建博,鄭險峰
受保護的技術(shù)使用者：中國船舶重工集團應(yīng)急預(yù)警與救援裝備股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10