军用与民用设备自动调平系统进行研究

军用与民用设备自动调平系统研究

研究目的

本论文是怎对现代高科技条件下的各种场合，对许多军用与民用设备自动调平系统进行研究。许多军用与民用设备正常工作是都需要一个高精度的水平平台，例如车载雷达，自行火炮，静力压桩机，重型车辆等。对平台水平度的调节是这些设备正常就位工作极重要的一环，因此提高重型车辆，军用设备，以及高空作业平台的机动性，缩短它们工作前的预调整时间提高它们的调平精度及工作的可靠性，是非常有必要的。

研究意义

随着我国经济，国防等各方面飞速发展，平台调平也与越来越受到重视，平台调平系统的研究越来越深入，这就需要我们不断地完善平台调平系统来为更多的设备服务。平台调平系统是解决现有的调平系统在调平时不能用偶小地进行调平或是调平不准确从而使工作生产产生不能有效率的进行的一种调平技术。本设计是基于电液控制的调平系统。

国内外研究现状分析

国内的军用民用调平设备起步较晚，所以这些设备主要采用的都是手动调整螺杆货液压千斤顶，通过目测气泡水平仪，由多人反复操作调节各螺杆支腿达到水平，近年来，这些设备都采用了自动调平系统，主要有机械式调平系统，和电液调平系统，这样大大缩短了调平时间。我国目前的液压调平系统是通过芯片PLC或是单片机来实现功能的。而国际上对液压自动调平系统研究都有了属于自己的准用芯片，它们在机械工作精度上，自动化程度上和系统响应速度都已经达到了很高的程度。现在液压自动调平系统一种比较先进的方法是采用NIOS II嵌入式处理器来实现液压自动调平系统工作的。

中国电子科技集团公司第14研究所研制的某高机动雷达车采用的液压调平系统，采用了搞灵敏度，搞精度的遂平传感器作为水平误差的检测反馈原件，实现了闭环调节。3分钟内精度可达到0.05°以内。

华东电子工程研究所面向模块化技术制作的机电式自动调平装置，该装置使用滚珠丝杠传动，搞功率晶体管模块驱动，双轴液体摆平和传感器等先进技术，精度可达0.05°以内，调平时间2分钟。

本文主要研究工作

研发民用自动调平系统有一系列的关键技术问题。需呀解决包括设计方案、控制策略，结构设计、仿真分析等问题。本文只对该课题进行预先的初步研究，并做了以下几个方面的工作。

1)查阅了大量的国内外有关电液控制的调平系统的文献资料，了解国内外的发展状况和最新技术水晶瓶的基础上，分析并总结国内外的成功研发经验，比较了各方案的优缺点并结合本课题的实际情况拟定了自动调平系统的总体方案。

2)调平系统设计：对调平过程进行了分析与建模，对解耦方法和水平误差度进行了探讨，提出了可行的调平方案，设计了调平系统。

总体研究方案

总体技术要求

调平系统技术要求

可移动载体，例如车载雷达，无线发射架，重型车辆等设备到达指定位置后，要求快速架设精确的水平基准。车载自动调平系统平台必须满足以下要求：

1）在移动状态下车载自动调平系统平台由载车运载进入工作状态时，平台由支撑系统支撑。

2）电液自动调平系统平台应在一定时间内（小于4分钟调平，并满足调平范围在4°，

精度在0.5°）

3）自动调平系统平台一旦调平后，应该对其位置进行锁定，保证平台上精密装置正常工作。

4）当车载自动调平系统平台偏离水平状态时，应及时进行调平，满足车载自动调平系统平台要求。

5）当车载自动调平系统平台进入移动状态时，其支撑脚能快速升起。

其它要求

在设计系统方案是，除了上述技术上的要求外，还应考虑系统的稳定性，可靠性，可维护性，安全性以及效率等问题。

当然了除了上要求外还应考虑到调平系统本身结构问题

1）支腿的刚强度问题。

2）元器件连接问题。

3）使用性问题。

4）经济性问题。

调平系统基本方案

目前在车体水平调节系统中，主要使用液压驱动和机电驱动进行调平。在选择方案时不仅呀考虑对调平时间的要求，还必须注意平台的稳定性。

这两种调平方法，使用电液控制的调平方案是使用最多的一种，其主要原因是电液控制的调平系统具有工作平稳、体积小、驱动力大、反应快、结构紧凑以及控制方便等优点。如果一个机电系统能够驱动14~24kg在和，那么相同体积的电液控制系统则可以驱动100~140kg的在和，而且还有与机电系统相当的精度和响应速度。电液驱动机构可得到很大的速度范围，其低俗性能比电动机好；电液系统定位刚度较大，位置误差小；液压缸是直线位移驱动机构，其运动与支腿要求的运动相吻合，能够获得较高的控制性能。

采用电液控制调平它有以下优点；

1）调平时间短

2）调平精度高

3）可靠性好

4）便于维护等。

由于系统平台在调平后，要求对其位置进行锁定来保证平台上的精密装置正常工作。机电控制系统采用的丝杠螺母副可以有可靠的自锁，而电液调平由于泄露问题，则是需要设置机械缩合专门的高压解锁呼噜，增加了成本和调整时间。

由此可见，电液控制系统和机电控制系统都有各自的优缺点和使用范围，但是从功率、结构和控制精度方面来看，大吨位载荷的平台控制采用电液私服并联机构驱动最为合适。根据本项目的特点，选用电液驱动的方式进行调平。

调平系统

调平系统由检测、执行机构和控制系统3部分组成，具体包括双轴水平传感器、阀控液压缸以及可编程控制器PLC。

1）检测装置为角度检测器，用来检测平台左右以及前后的不平度。其检测值得大小是系统判断是否进行调平的重要依据，其检测的精度的高低直接决定了系统的最终调平精度直接决定了系统最终调平精度。

2）调平执行机构采用的是4个带有自锁功能的液压支腿，将其对称布置在平台的两侧，由响应的电液伺服阀控制，通过支腿的上下伸缩，实现平台的调平。

3）控制系统是自动调平系统的核心组成部分，常见的有计算机控制盒可编程控制住两种形式。由于平台上不便放置计算机，而PLC具有高的可靠性和接口简易性，在这里我们