本發明涉及(ji)電(dian)機驅動控制，具(ju)體地，涉及(ji)一種大負載電(dian)驅動快速觸地檢測系統及(ji)方法。

背景技術：

1、隨著現代空中(zhong)偵察技術的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)，傳統的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)射(she)井發(fa)(fa)(fa)(fa)射(she)由于位(wei)置固定，很容(rong)易被敵軍發(fa)(fa)(fa)(fa)現并摧毀。因此(ci)在機動(dong)的(de)(de)過程中(zhong)求(qiu)生(sheng)存，已(yi)(yi)經成(cheng)為(wei)部(bu)隊作戰的(de)(de)共識。這就要求(qiu)導彈發(fa)(fa)(fa)(fa)射(she)車具備快速展(zhan)開能(neng)力，以(yi)求(qiu)避免敵方的(de)(de)飛機和衛星的(de)(de)偵察，最大限度的(de)(de)保存自己和打擊敵人，縮(suo)短導彈發(fa)(fa)(fa)(fa)射(she)的(de)(de)作戰準(zhun)備時間已(yi)(yi)經成(cheng)為(wei)國(guo)防武(wu)器裝備重要的(de)(de)考核指標(biao)。

2、對于快(kuai)速展開過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)調平(ping)(ping)觸(chu)地檢測(ce)控(kong)制(zhi)，國內外的(de)(de)研究(jiu)大(da)多(duo)都是在(zai)載荷重(zhong)心處設置單(dan)(dan)個(ge)水(shui)(shui)平(ping)(ping)傳感(gan)器(qi)，然(ran)(ran)后(hou)根據(ju)水(shui)(shui)平(ping)(ping)儀的(de)(de)數(shu)(shu)值(zhi)，計算(suan)從(cong)非(fei)水(shui)(shui)平(ping)(ping)狀態到水(shui)(shui)平(ping)(ping)狀態，各個(ge)支腿(tui)所需要的(de)(de)位移量，然(ran)(ran)后(hou)進行(xing)控(kong)制(zhi)，或者是根據(ju)水(shui)(shui)平(ping)(ping)儀數(shu)(shu)值(zhi)進行(xing)單(dan)(dan)個(ge)方(fang)向(xiang)上的(de)(de)迭代閉(bi)環控(kong)制(zhi)。以(yi)上方(fang)法僅適用于剛(gang)性比(bi)較好(hao)(hao)的(de)(de)平(ping)(ping)臺(tai)，對于大(da)負載柔性平(ping)(ping)臺(tai)而言，由于車體體積較大(da)、剛(gang)性不好(hao)(hao)、受力不均勻的(de)(de)特(te)點，平(ping)(ping)臺(tai)在(zai)觸(chu)地檢測(ce)的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)往(wang)往(wang)會發生扭曲(qu)，雖然(ran)(ran)水(shui)(shui)平(ping)(ping)儀的(de)(de)數(shu)(shu)值(zhi)滿(man)足指標要求，但是車體的(de)(de)姿態是扭曲(qu)的(de)(de)，同時(shi)往(wang)往(wang)伴隨控(kong)制(zhi)過程(cheng)不收(shou)斂、平(ping)(ping)臺(tai)有虛(xu)腿(tui)的(de)(de)現(xian)象。

3、此外，快速(su)觸地檢測系(xi)(xi)(xi)統(tong)的結(jie)(jie)構形式(shi)多(duo)種(zhong)多(duo)樣，從動(dong)力(li)(li)來(lai)源上說(shuo)，可(ke)分(fen)為(wei)交流(liu)用(yong)(yong)電(dian)和直(zhi)流(liu)用(yong)(yong)電(dian)；從驅(qu)(qu)動(dong)機構上來(lai)區分(fen)，有液壓(ya)驅(qu)(qu)動(dong)、機電(dian)驅(qu)(qu)動(dong)和電(dian)液結(jie)(jie)合驅(qu)(qu)動(dong)。對追求高效性、穩定(ding)性的軍工設備而言(yan)，如何(he)設計一種(zhong)適應(ying)各種(zhong)極(ji)端(duan)環(huan)境、反(fan)應(ying)靈敏(min)、控制(zhi)精度高、后期維護(hu)保養方(fang)便的觸地檢測系(xi)(xi)(xi)統(tong)就顯(xian)得尤為(wei)重要。對于大負載觸地檢測系(xi)(xi)(xi)統(tong)，國內外目前采用(yong)(yong)液壓(ya)驅(qu)(qu)動(dong)作為(wei)動(dong)力(li)(li)源居多(duo)，具有功率大、結(jie)(jie)構簡單(dan)等優(you)點(dian)，但是也存(cun)在能(neng)量損失大、對溫度變(bian)化較為(wei)敏(min)感、油液易泄露(lu)、維修保養麻(ma)煩等問(wen)題(ti)。長時間工作后還容(rong)易出現“跑”、“冒”、“滴”、“漏”等質量問(wen)題(ti)。隨(sui)著電(dian)子(zi)科學技術的發展，機電(dian)式(shi)驅(qu)(qu)動(dong)由于其良好的可(ke)維護(hu)性、數學解(jie)算(suan)能(neng)力(li)(li)等，越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的科研院所及相關單(dan)位(wei)開始研究并應(ying)用(yong)(yong)基(ji)于機電(dian)式(shi)的快速(su)展開撤收控制(zhi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)。

4、綜上，研究(jiu)大負載(zai)電(dian)(dian)驅(qu)動快(kuai)速觸(chu)地檢測技術是(shi)一個技術創新點，也(ye)是(shi)未來提升導彈發射車多(duo)電(dian)(dian)化水平、響應速度和從根本上解(jie)決(jue)“跑、冒(mao)、滴、漏”問題的有效途徑。

技術實現思路

1、針對(dui)現有(you)技(ji)術中的(de)缺陷，本(ben)發明的(de)目的(de)是(shi)提供一種大負載電驅動快速觸地檢測(ce)系統及方法。

2、根據本(ben)發明提(ti)供的大負載電驅動快速(su)觸地檢測系統，包括控(kong)制部(bu)分(fen)和顯示(shi)部(bu)分(fen)；

3、所述控(kong)制(zhi)部分包(bao)括觸地(di)檢測(ce)控(kong)制(zhi)計算(suan)機、驅動器、電機和制(zhi)動電阻；

4、所(suo)述(shu)觸地(di)檢測控制計算機(ji)與(yu)驅(qu)動器連(lian)接(jie)(jie)，所(suo)述(shu)驅(qu)動器與(yu)電(dian)(dian)機(ji)連(lian)接(jie)(jie)，所(suo)述(shu)電(dian)(dian)機(ji)與(yu)制動電(dian)(dian)阻(zu)連(lian)接(jie)(jie)；所(suo)述(shu)觸地(di)檢測控制計算機(ji)用以對驅(qu)動器反饋的電(dian)(dian)機(ji)電(dian)(dian)流(liu)進行處理(li)，并判斷(duan)是否(fou)觸地(di)；所(suo)述(shu)驅(qu)動器輸出(chu)變頻(pin)交流(liu)電(dian)(dian)，驅(qu)動電(dian)(dian)機(ji)進行動作；所(suo)述(shu)制動電(dian)(dian)阻(zu)用于泄(xie)放電(dian)(dian)機(ji)制動產生(sheng)的反向電(dian)(dian)壓；

5、所述顯(xian)示(shi)部分(fen)包括控制計(ji)算機的液晶顯(xian)示(shi)屏(ping)和(he)綜合管理設(she)備(bei)的ui界面。

6、優選地(di)，所述驅動器的供電電源(yuan)為(wei)dc580v高壓直流電源(yuan)；

7、所述驅動器(qi)通(tong)過(guo)pwm控(kong)制輸出變頻交流(liu)電，對(dui)電機的轉速進行控(kong)制。

8、優選地(di)，所述電(dian)機(ji)將旋變信號返(fan)回給驅動(dong)器，驅動(dong)器進行解析后，得到(dao)電(dian)機(ji)的轉速、位置信息(xi)，并與轉速控(kong)制量形成閉(bi)環控(kong)制。

9、優選地，所述驅動器(qi)通過can總線反饋驅動器(qi)及電機(ji)的(de)狀態(tai)(tai)信息給觸(chu)(chu)地檢測控制(zhi)計(ji)算(suan)機(ji)，狀態(tai)(tai)信息包(bao)括電流值、編碼器(qi)圈數、電機(ji)轉速和(he)故障；觸(chu)(chu)地檢測控制(zhi)計(ji)算(suan)機(ji)根(gen)據(ju)不同的(de)狀態(tai)(tai)，根(gen)據(ju)觸(chu)(chu)地檢測算(suan)法(fa)進行控制(zhi)。

10、優選地(di)(di)(di)，在驅動系統出(chu)現故(gu)障后，通過(guo)硬件信(xin)號發送(song)(song)給觸地(di)(di)(di)檢測控(kong)(kong)制計算機(ji)；在收到該故(gu)障信(xin)號以后，觸地(di)(di)(di)檢測控(kong)(kong)制計算機(ji)立即對驅動系統發送(song)(song)斷使能命令(ling)，電機(ji)停止轉(zhuan)動，同時，觸地(di)(di)(di)檢測控(kong)(kong)制計算機(ji)通過(guo)can總線接收故(gu)障類型，并在顯示屏上(shang)進行顯示。

11、優選地(di)，采(cai)用線性回歸求斜(xie)(xie)率的(de)(de)方式(shi)來判斷(duan)觸地(di)，具(ju)體為：空載電流為第一個點(dian)，然后(hou)再采(cai)集連續的(de)(de)兩個點(dian)，以此求回歸方程(cheng)的(de)(de)斜(xie)(xie)率，計算(suan)出斜(xie)(xie)率以后(hou)，進(jin)行雙門限判斷(duan)法，確定當前(qian)是否觸地(di)；

12、線性回歸表達式為：y＝β0+β1x1+ε；

13、其中(zhong)，β0為(wei)斜距；β1為(wei)第一個點x1的斜率；ε為(wei)誤差(cha)值，服從正(zheng)態分布n(0,σ2)；

14、雙門(men)(men)限(xian)評判法(fa)為(wei)：設第一(yi)門(men)(men)限(xian)值(zhi)為(wei)e1，第二門(men)(men)限(xian)值(zhi)為(wei)e2；當計算出的(de)斜(xie)率(lv)大(da)于e1時(shi)，則認(ren)為(wei)初次觸地，繼續接收驅動器電流值(zhi)并(bing)進行斜(xie)率(lv)計算；若某個時(shi)間(jian)點(dian)，不間(jian)斷累加某一(yi)斜(xie)率(lv)值(zhi)大(da)于e1的(de)次數大(da)于e2時(shi)，則認(ren)為(wei)檢測觸地過程結束。

15、優選地，在(zai)觸地檢測控制(zhi)計(ji)算機(ji)接(jie)收到(dao)上位機(ji)一(yi)鍵展(zhan)開控制(zhi)指令以后，軟件中的(de)定時器任務開始計(ji)時，在(zai)到(dao)達設定的(de)時間以后開始進(jin)行(xing)電流(liu)采樣，獲取空載時的(de)電流(liu)并進(jin)行(xing)保存(cun)。

16、優選(xuan)地，對驅動器電流(liu)數值進行數字濾(lv)波，具(ju)體為：利(li)用冒泡(pao)排序算法，在(zai)一(yi)定窗口階段進行排序，然后進行中值濾(lv)波、再均值濾(lv)波的方法作為當前電流(liu)值的控制值。

17、優選(xuan)地(di)，采取軟(ruan)硬(ying)件雙重保護措施，避免電(dian)動(dong)缸動(dong)作超過(guo)上下限位(wei)；在軟(ruan)件中，增加對驅(qu)動(dong)器(qi)(qi)編碼器(qi)(qi)圈數的判斷(duan)；在硬(ying)件中，增加上下限位(wei)開關，通過(guo)硬(ying)件信號直接反饋給(gei)控制(zhi)計算機(ji)。

18、根(gen)據(ju)本(ben)發明提供的大負載電驅動快速觸地檢測方(fang)法(fa)，包(bao)括如下(xia)步驟：

19、步驟一、觸地檢測控制(zhi)系統上電，軟件進(jin)行初(chu)始化(hua)操作；

20、步驟二、觸地(di)檢(jian)(jian)測(ce)控(kong)制系(xi)統包括(kuo)本控(kong)和自動(dong)兩種模(mo)式(shi)，兩種模(mo)式(shi)的(de)切換按鍵(jian)(jian)在(zai)觸地(di)檢(jian)(jian)測(ce)控(kong)制計(ji)(ji)算機上(shang)面，上(shang)電后(hou)默認(ren)為(wei)本控(kong)模(mo)式(shi)，在(zai)該模(mo)式(shi)下(xia)，控(kong)制計(ji)(ji)算機不響(xiang)應上(shang)位(wei)機的(de)控(kong)制指(zhi)令(ling)，通(tong)過操作(zuo)本控(kong)面板(ban)上(shang)的(de)按鍵(jian)(jian)，完成觸地(di)檢(jian)(jian)測(ce)操作(zuo)；在(zai)自動(dong)模(mo)式(shi)下(xia)，觸地(di)檢(jian)(jian)測(ce)控(kong)制計(ji)(ji)算機接收上(shang)位(wei)機控(kong)制指(zhi)令(ling)，包括(kuo)一(yi)鍵(jian)(jian)觸地(di)和故障查詢，故障查詢中包含多種故障：電機旋變信(xin)號異(yi)常、過流(liu)和過壓(ya)，通(tong)過協議進行解析并進行實時顯示；

21、步驟三、觸(chu)地檢測(ce)控制(zhi)(zhi)計算機開啟(qi)任(ren)務，周(zhou)期(qi)性(xing)循(xun)環檢測(ce)判斷，通(tong)過采集面(mian)板硬件信號或者(zhe)上位(wei)機的控制(zhi)(zhi)信號，來實現觸(chu)地檢測(ce)控制(zhi)(zhi)過程(cheng)；

22、步驟四、若檢(jian)測到(dao)(dao)本控(kong)按鍵按下，則(ze)(ze)本控(kong)指(zhi)示(shi)燈亮起，此(ci)時按下一鍵觸地(di)按鍵，則(ze)(ze)進行命令的合法性判斷，若此(ci)時支腿已(yi)經到(dao)(dao)下限位、驅動(dong)器高壓未加、或(huo)者驅動(dong)器故障，則(ze)(ze)不進入到(dao)(dao)觸地(di)的控(kong)制(zhi)流程中；

23、步驟(zou)五、故障顯(xian)(xian)示功能，在每個(ge)循環(huan)周(zhou)期，若限位開關有效，則將故障指(zhi)示燈點亮，同時立(li)即關斷使能；若解(jie)析(xi)出驅動器回告的(de)故障碼報文中存在故障字節，則立(li)即關斷使能，并將觸地檢(jian)測控制計算機(ji)面板的(de)故障指(zhi)示燈點亮，通過(guo)協議解(jie)析(xi)，將具體故障信(xin)息顯(xian)(xian)示在顯(xian)(xian)示屏上；所有的(de)故障信(xin)息通過(guo)can網(wang)發送給上位機(ji)。

24、與(yu)現有(you)技術相比(bi)，本(ben)發明(ming)具(ju)有(you)如下(xia)的有(you)益效果：

25、(1)本(ben)發明提供(gong)了(le)一(yi)種大負載電驅動快(kuai)速觸地檢測(ce)系統及方法，采(cai)用電機驅動，通過改進(jin)后(hou)的算法對(dui)導彈發射車進(jin)行快(kuai)速觸地檢測(ce)控制，避免了(le)傳統的液壓展開后(hou)期維(wei)護保養麻煩、對(dui)溫度變化敏感、能量損失(shi)大的缺(que)點；

26、(2)經低溫試驗以(yi)及(ji)常溫調試，本(ben)發明(ming)在(zai)導彈發射車(che)檢測到(dao)(dao)觸地(di)的過(guo)程(cheng)中(zhong)，算法更能貼近實際，觸地(di)判斷(duan)更為及(ji)時有(you)效(xiao)，避免(mian)了在(zai)很長的行程(cheng)后才判斷(duan)到(dao)(dao)觸地(di)，給(gei)調平留(liu)了充足的余量(liang)；可(ke)適(shi)應(ying)高低溫、鹽(yan)霧、霉菌等各種極端環境，不僅(jin)可(ke)以(yi)用(yong)(yong)在(zai)導彈發射車(che)上，對其他(ta)的裝備平臺或(huo)者民用(yong)(yong)設備上都有(you)應(ying)用(yong)(yong)價(jia)值，具備通用(yong)(yong)性。