本發(fā)明涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其是一種油缸位移同步控制實(shí)現(xiàn)平臺(tái)陀螺運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，如果要實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的近似陀螺運(yùn)動(dòng)(類(lèi)似于圓環(huán)在平面上滾動(dòng)倒地前的運(yùn)動(dòng)，，總是有一點(diǎn)在平面上，與平面有一定夾角，圓上每一點(diǎn)逐次與平面接觸，但并不相對(duì)于軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))，需要呈正弦函數(shù)的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)配合形成，由于大部分市面上的控制器能實(shí)現(xiàn)加法、減法、指數(shù)等運(yùn)算，而很難實(shí)現(xiàn)正余弦函數(shù)的運(yùn)算，同時(shí)由于兩個(gè)運(yùn)動(dòng)存在π/2相位差，相位差通常為無(wú)限不循環(huán)小數(shù)，在編程的時(shí)候通常會(huì)只取前面幾位小數(shù)而忽略后面的數(shù)字，增大誤差，且在編程的時(shí)候難度極大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種油缸位移同步控制實(shí)現(xiàn)平臺(tái)陀螺運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng),從而解決了很難實(shí)現(xiàn)同步控制兩個(gè)呈正余弦函數(shù)的運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)陀螺運(yùn)動(dòng)的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種油缸位移同步控制實(shí)現(xiàn)平臺(tái)陀螺運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括平臺(tái)、液壓油缸組a、液壓油缸組b和用于控制液壓油缸組a與液壓油缸組b運(yùn)動(dòng)的控制器，所述液壓油缸組a和液壓油缸組b帶動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，所述控制器控制液壓油缸組a的位移s1的變化滿(mǎn)足公式s1＝k1sinx+h1(1)；

所述控制器控制液壓油缸組b的位移s2的變化滿(mǎn)足公式根據(jù)公式sin²x+cos²x＝1(3)和公式得出液壓油缸組b的位移s2與液壓油缸組a的位移s1滿(mǎn)足關(guān)系式：

其中，h1為液壓油缸組a的水平位置，s1為液壓油缸組a相對(duì)于水平位置的位移，k1為液壓油缸組a相對(duì)于水平位置的擺動(dòng)幅度,h2為液壓油缸組b的水平位置，s2為液壓油缸組b相對(duì)于水平位置的位移，k2為液壓油缸組b相對(duì)于水平位置的擺動(dòng)幅度；

進(jìn)一步的，所述液壓油缸組a和所述液壓油缸組b各設(shè)置有兩個(gè)油缸，液壓油缸組a中的兩個(gè)油缸的運(yùn)動(dòng)方向相反、位移大小相等；液壓油缸組b中的兩個(gè)油缸的運(yùn)動(dòng)方向相反、位移大小相等；

進(jìn)一步的，所述液壓油缸組a的其中一個(gè)油缸上設(shè)置有用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)位移s1的位移傳感器a，所述液壓油缸組b的其中一個(gè)油缸上設(shè)置有用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)位移s2的位移傳感器b，所述位移傳感器a和位移傳感器b與所述控制器采用通訊總線(xiàn)連接；

進(jìn)一步的，所述液壓油缸組a和液壓油缸組b與平臺(tái)之間連接有搖擺架，所述搖擺架包括前后搖擺架和左右搖擺架，所述前后搖擺架連接在所述左右搖擺架上，所述油缸組a中的兩個(gè)油缸一端接地，另一端連接左右搖擺架以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的左右轉(zhuǎn)動(dòng)；所述油缸組b中的兩個(gè)油缸一端固定在左右搖擺架上，另一端連接前后搖擺架以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；

所述液壓油缸組a中的兩個(gè)油缸均對(duì)稱(chēng)設(shè)置在左右搖擺架上；所述液壓油缸組b中的兩個(gè)油缸均對(duì)稱(chēng)設(shè)置在前后搖擺架上；

進(jìn)一步的，所述液壓油缸組a上設(shè)置有用于控制油液流量的閥門(mén)a，所述液壓油缸組b上設(shè)置有用于控制油液流量的閥門(mén)b，所述閥門(mén)a和閥門(mén)b與所述控制器采用電連接。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

將油缸b運(yùn)動(dòng)的位移s2用液壓油缸組a運(yùn)動(dòng)的位移s1表示，向控制器輸入s1即可計(jì)算出s2的大小，以此實(shí)現(xiàn)液壓油缸組a和液壓油缸組b運(yùn)動(dòng)的同步，從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)做陀螺運(yùn)動(dòng)；

由于要實(shí)現(xiàn)平臺(tái)做陀螺運(yùn)動(dòng)，需要液壓油缸組a和液壓油缸組b的位移均呈正弦函數(shù)變化，將液壓油缸組b位移s2的變化公式從正弦函數(shù)變換為非正弦函數(shù)，便于控制器的運(yùn)算；

液壓油缸組a和液壓油缸組b的運(yùn)動(dòng)需要有相位差，而相位差一般是無(wú)限不循環(huán)小數(shù)，不方便編程，將液壓油缸組b的運(yùn)動(dòng)公式變換成非正弦函數(shù)，將相位差包含在這個(gè)非正弦函數(shù)的運(yùn)動(dòng)公式中，通過(guò)控制器就很容易實(shí)現(xiàn)，減少了計(jì)算誤差,提高了定位精度；

采用pid調(diào)節(jié)，通過(guò)液壓位移傳感器b，將液壓油缸組b實(shí)際的位移反饋到控制器中，與計(jì)算的位移進(jìn)行比較，可以有效提高液壓油缸組b運(yùn)動(dòng)的精度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的流程圖；

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明中液壓油缸組的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律；

圖4是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖的局部a圖；

圖6是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖的局部b圖；

圖7是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖的俯視圖；

圖8是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖的俯視圖的剖面c圖；

圖9是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖的俯視圖的剖面d圖；

圖中標(biāo)記：1-左右搖擺架，2-前后搖擺架，3-油缸a，4-油缸b，5-桁架a，6-固定底座，7-導(dǎo)向輪組a，8-桁架b，9-固定裝置，10-導(dǎo)軌組a，11-導(dǎo)向輪組b，12-導(dǎo)軌組b，13-底架，14-油缸c，15-油缸d，16-上桁架a，17-下桁架a，18-上桁架b，19-下桁架b，20-固定架a，21-固定架b,22-液壓油缸組a，23-位移傳感器a，24-閥門(mén)a，25-液壓油缸組b，26-位移傳感器b，27-閥門(mén)b，28-平臺(tái)。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。

一種油缸位移同步控制實(shí)現(xiàn)平臺(tái)陀螺運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括平臺(tái)28、液壓油缸組a22、液壓油缸組b25和用于控制液壓油缸組a22與液壓油缸組b25運(yùn)動(dòng)的控制器，所述液壓油缸組a22和液壓油缸組b25帶動(dòng)平臺(tái)28運(yùn)動(dòng)，所述控制器控制液壓油缸組a22的位移s1的變化滿(mǎn)足公式s1＝k1sinx+h1；

所述控制器控制液壓油缸組b25的位移s2的變化滿(mǎn)足公式根據(jù)公式sin²x+cos²x＝1和公式得出液壓油缸組b25的位移s2與液壓油缸組a22的位移s1滿(mǎn)足關(guān)系式：

其中，h1為液壓油缸組a22的水平位置，s1為液壓油缸組a22相對(duì)于水平位置的位移，k1為液壓油缸組a22相對(duì)于水平位置的擺動(dòng)幅度,h2為液壓油缸組b25的水平位置，s2為液壓油缸組b25相對(duì)于水平位置的位移，k2為液壓油缸組b25相對(duì)于水平位置的擺動(dòng)幅度。

所述液壓油缸組a22和所述液壓油缸組b25各設(shè)置有兩個(gè)油缸，液壓油缸組a22中的兩個(gè)油缸的運(yùn)動(dòng)方向相反、位移大小相等；液壓油缸組b25中的兩個(gè)油缸的運(yùn)動(dòng)方向相反、位移大小相等；

所述液壓油缸組a22的其中一個(gè)油缸上設(shè)置有用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)位移s1的位移傳感器a23，所述液壓油缸組b25的其中一個(gè)油缸上設(shè)置有用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)位移s2的位移傳感器b26，所述位移傳感器a23和位移傳感器b26與所述控制器采用通訊總線(xiàn)連接；

所述液壓油缸組a22和液壓油缸組b25與平臺(tái)28之間連接有搖擺架，所述搖擺架包括前后搖擺架2和左右搖擺架1，所述前后搖擺架2連接在所述左右搖擺架1上，所述液壓油缸組a22中的兩個(gè)油缸一端接地，另一端連接左右搖擺架1以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)28的左右轉(zhuǎn)動(dòng)；所述油缸組b4中的兩個(gè)油缸一端固定在左右搖擺架1上，另一端連接前后搖擺架2以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)28的前后轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述液壓油缸組a22中的兩個(gè)油缸均對(duì)稱(chēng)設(shè)置在左右搖擺架1上；所述液壓油缸組b25中的兩個(gè)油缸均對(duì)稱(chēng)設(shè)置在前后搖擺架2上；

所述液壓油缸組a22上設(shè)置有用于控制油液流量的閥門(mén)a24，所述液壓油缸組b25上設(shè)置有用于控制油液流量的閥門(mén)b27，所述閥門(mén)a24和閥門(mén)b27與所述控制器采用電連接。

發(fā)明的工作原理是：通過(guò)位移傳感器a23檢測(cè)到液壓油缸組a22的位移s1，將位移s1輸入到控制器，控制器經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理后，一路信號(hào)輸入到閥門(mén)a24，用以控制閥門(mén)a24的開(kāi)度，控制液壓油缸組a22中油液的流量，從而控制液壓油缸組a22運(yùn)動(dòng)的速度，當(dāng)閥門(mén)a24越靠近水平位置h1，閥門(mén)開(kāi)度越大，液壓油缸組a22運(yùn)動(dòng)的速度越快，位移s1的變化越快，經(jīng)過(guò)水平位置h1后閥門(mén)開(kāi)度變小，液壓油缸組a22開(kāi)始減速，達(dá)到設(shè)定振幅位置后反向閥門(mén)開(kāi)度開(kāi)始變大，液壓油缸組a22開(kāi)始加速，達(dá)到中位后反向閥門(mén)開(kāi)度又開(kāi)始減小，最終使液壓油缸組a22的位移s1隨時(shí)間呈正弦函數(shù)變化；液壓油缸組b25運(yùn)動(dòng)的位移s2由閥門(mén)b27的開(kāi)度決定，閥門(mén)b27開(kāi)度由pid來(lái)調(diào)節(jié)，即控制器經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到s2的計(jì)算值，將得到的s2的計(jì)算值輸入到閥門(mén)b27，控制閥門(mén)b27的開(kāi)度，閥門(mén)b27的開(kāi)度控制液壓油缸組b25中油液的流量，從而控制液壓油缸組b25運(yùn)動(dòng)的速度，決定液壓油缸組b25的位移s2的實(shí)際值，液壓油缸組b25上設(shè)置的位移傳感器b26檢測(cè)液壓油缸組b25位移s2的實(shí)際值，位移傳感器b26將檢測(cè)到的s2的實(shí)際值反饋回控制器，與s2的計(jì)算值做比較，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)閥門(mén)b27的開(kāi)度，使液壓油缸組b25的運(yùn)動(dòng)更加精確，從而增大液壓油缸組a22和液壓油缸組b25的同步度，最終使液壓油缸組b25的位移s2隨時(shí)間呈余弦函數(shù)變化。

具體實(shí)施例

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所采用的具體結(jié)構(gòu)包括左右搖擺架1、前后搖擺架2、液壓油缸組a22和液壓油缸組b25；所述左右搖擺架1包括導(dǎo)軌組a10、桁架a5和導(dǎo)向輪組a7，所述桁架a5包括上桁架a16和下桁架a17，所述導(dǎo)軌組a10的上下兩端分別連接在上桁架a16和下桁架a17上，所述導(dǎo)軌組a10的弧形導(dǎo)軌與導(dǎo)向輪組a7滾動(dòng)連接，所述導(dǎo)向輪組，所述導(dǎo)向輪組a7固定在固定底座6上，所述固定底座6固定在基座上；所述上桁架a16和下桁架a17的兩端分別連接有一個(gè)導(dǎo)軌組a10的弧形導(dǎo)軌；

本發(fā)明使用兩個(gè)左右搖擺架1且平行對(duì)稱(chēng)放置，將兩個(gè)左右搖擺架1通過(guò)固定桿固定連接使兩個(gè)左右搖擺架1做相同的運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)左右搖擺架1下端通過(guò)底架13連接；所述兩個(gè)左右搖擺架1兩端之間分別設(shè)置有用于固定液壓油缸組a22的固定架a20，使上端固定在固定架a20且下端固定在基座上的液壓油缸組a22帶動(dòng)所述兩個(gè)左右搖擺架1進(jìn)行左右轉(zhuǎn)動(dòng)，所述液壓油缸組a22包括油缸a3和油缸b4，所述油缸a3和所述油缸b4對(duì)稱(chēng)分布，所述油缸a3和油缸b4的運(yùn)動(dòng)方向相反、位移大小相等；所述固定架a20為鏤空對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，可有效的減輕搖擺架整體質(zhì)量，同時(shí)減輕液壓油缸組a22的負(fù)荷。

前后搖擺架2包括導(dǎo)軌組b12、桁架b8和導(dǎo)向輪組b11，所述桁架b8包括上桁架b18和下桁架b19，所述導(dǎo)軌組b12的上下兩端分別連接在上桁架b18和下桁架b19上,所述上桁架b18和下桁架b19的兩端分別連接有一個(gè)導(dǎo)軌組b12的弧形導(dǎo)軌；

本發(fā)明使用兩個(gè)前后搖擺架2且平行對(duì)稱(chēng)放置，將兩個(gè)前后搖擺架2通過(guò)固定桿固定連接使兩個(gè)前后搖擺架2做相同的運(yùn)動(dòng)；所述兩個(gè)左前后搖擺架2兩端之間分別設(shè)置有用于固定液壓油缸組b25的固定架b21，所述液壓油缸組b25上端連接在所述固定架b21上，下端連接在所述底架13上，所述液壓油缸組b25包括油缸c14和油缸d15，所述c14和油缸d15對(duì)稱(chēng)分布，所述c14和油缸d15的運(yùn)動(dòng)方向相反、位移大小相等；所述左右搖擺架1的上桁架a16與下桁架a17之間傾斜固定設(shè)置有用于固定導(dǎo)向輪組b11的固定裝置9，所述導(dǎo)軌組b12與導(dǎo)向輪組b11滾動(dòng)連接；

所述油缸a3和油缸b4之間通過(guò)油管連接，所述c14和油缸d15之間通過(guò)油管連接。

如上所述即為本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下做出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。