1、 控制方法及液壓樁機機身找平控制器設計 李碩，劉水昌，陳維克 機械工程學院，湖南，株洲，湖南， 421000中國湖南大學商學院摘要：液壓樁機機身快速精確下肢球6 ，這就是所謂的鉸接點。 Theleveling是關鍵因素，以保證工作效率和一堆汽車行走實現沿長船走。為了滿足快速提高墜落和高店跟蹤這兩個目標通過行走輪，工作的基礎上，對機身平臺支持的研究，打樁整平后的運動過程中獲得穩定基礎，本文進行控制組裝和加工前，液壓樁機機身汽車機身的支架和研究連接通過定位拉桿平衡并設計了一種并行控制器基于PLC關鍵詞：樁機，汽車整平;控制策略;控制器的設計引言 使用機器本身以及對重力作為預制樁液壓圖1的電阻。液壓

2、樁機機身Constructionpile司機按prefabricates一堆和平穩定為1 - 機身機身2旋轉斧， 3 - 拉桿;地面。由于其施工效率高，其4 - 懸臂體; 5 - 腿油缸; 6 - 無振動，無噪音的根據platformuser的連接條件為喜歡這款機器的旅游Trolleyconstruction過程。樁機機身結構和各部分，我們可以簡化theleveling的關鍵是保證樁身質量，只有機身平臺顯示在圖2中，并建立adepended對傳統手動控制練級方式就是身體的平臺坐標，如圖2 。 Whenalready不能滿足目前的高機身構造平整，四個行走的汽車之一是validatedeffici

3、ency和高平整精度的要求，在與其他三個都可以對X和Y direction.other用手移動，因為龐大的體重，樁機電液閥和比例方向閥。 圖1。液壓樁機機身施工 1 - 機身機身 2-旋轉斧 3 - 拉桿; 4 - 懸臂體 5 - 腿油缸 6 - 旅行拉桿箱 機身平臺，其建設或行走過程取決于四個液壓支腿完全，甚至壓力的機身和腿部也由機身決定水平度，高精度的水平可以保證該機身和腿部緊張的狀況更理想的，否則，其緊張狀況將進一步惡化，影響機器或腿的使用壽命，甚至會導致圖2。坐標系的液壓樁機Fuselagesafety事件。因此，根據機身構造和理論offuselage汽車練級和控制器的設計對控制策略的

4、研究是空間機構的spatialsignificant無論是在理論和實踐的自由度數，也是運動的機制之一，可以通過followingpile導出機智能化發展的關鍵技術。 圖2根據機身構造和原理空間機構，空間的自由度數移動機構可以通過下面的推導公式1：-（1）在式（1） ： n是有源元件的數目 該平臺的機制，I是ilevel運動副約束數， Pi是ilevel運動副的組件號 “ FIS當地自由號。 該平臺結構，n=9, p6 = 1 p4 = 7 P3 =4 p2=0。FIS的本地學位智能系統的設計與工程應用2013第三次國際會議繞其自身軸線的4活塞桿自由旋轉，F =4 四個運動自由度機身平臺。主要有

5、：繞X旋轉， Y，Z三個軸和Z軸方向運動。在這個系統中，旋轉自由度繞Z方向不是必需的，并且沒有對應的原動件，以驅動它。因此，對于液壓樁機四腿支撐的平臺，其有效自由度為F = 3 。但有4個驅動器的腿，并在駕駛輔助是多余的。因此練級過程中，只有三條腿運動獨立，而其他必須遵循的運動規律與其他腿，否則干擾會出現2三。液壓靜力壓樁機機身水準測量計劃液壓打樁機的基本控制原理機身平臺調平以下內容：檢測后平臺傾斜信息，控制器發出控制信息，使機體平臺傾斜值逐漸減少，并最終滿足使用要求。首先，平臺的位置和姿態，應獲得帶位置逆求解方法3 4 ，然后控制器與理想位置比較輸出的姿態，以獲得控制矢量，從而使該平臺能夠與

6、理想的運動路徑。初始位置和協調系統液壓打樁機機身平臺都顯示在圖2中，該平臺的機身不平度是（） 11 ， ，并且地面支持平臺的不平度的是（） 22 ， ，該液壓樁機機身傾斜角度平臺是（ ）XY 。為了描述的運動體平臺液壓樁機調整過程中，一個坐標系中建立的向上和向下平臺，支腿支承點（5,6,7,8 ）是在相同的平面上，并且向上平臺1,2,3,4點是在相同的平面。運動的坐標系的原點1 111 OXYZ ü被固定在鉸鏈點1的中心上部平臺和腿，并在平面O1X1Y1與上部平臺1234和平臺重合電平被認為是初始位置，并且移動坐標系移動alonge與上平臺;固定坐標O- XYZis與固定的中心下鉸點

7、5和平面OXYis總是水平。動坐標系中的任何向量R可以通過坐標變換的方法被轉化在固定坐標向量RR=TR +P在式（2）T是上平臺的方向弦矩陣姿勢，行1,2,3，分別與方向的余弦X1，Y1，Z1軸。 P是位置矢量驗證坐標移動坐標系的系起源。在假設有機身之間的相對角度平臺和支撐平面，即有旋轉運動坐標之間O1X1Y1Z1 U和固定坐標系統一XYZ 。相對角度為 和旋轉方向示于圖3中。而在液壓樁機機身平臺，根據旋轉繞X軸與angle ，繞Y軸承用角和繞Z軸與angle 圖3通過推導空間幾何原理：液壓堆之間固定的垂直關系驅動平臺面和腿軸線是用來確定腿鉸鏈點UP R1矢量和矢量，在如圖所示 ：圍繞上述公式

8、中，il是位置矢量在移動坐標O-X1Y1Z1 中 ，因為在四點R1DOWN是在同一平面上，所以方程其次是可行的：l3=l2+l4-l1 該平臺的腿的長度是該系統的輸入，和平臺的位置是在系統的輸出。合理的輸入關鍵指標是腿短調整距離和簡單而有效的調整腿部;所需的輸出指標是液壓樁機平臺練級過程中的平滑度和平整精度。這過程我們稱之為作為液壓樁機的研究機身平臺調平程序：據的位置的分析液壓打樁機身上，輸出輸入和輸入 -體平臺的輸出關系了。基本的主體平臺調平原理是根據機體平臺當前狀態和參數之間的誤差理想的水平狀態控制身體的運動向下R1直到平臺平臺層面。其基本過程是：比較當前輸出和期望輸出到推導錯誤，然后把錯

9、誤的輸入，改變目前輸出，因此，水平位置所需的輸出可以實現液壓系統機械系統控制系統。四。作者液壓靜力壓控制方法驅動器機身平整考慮系統攣縮和控制要求，身體的工作原理方案平臺調平被設定為如圖4所示。 反饋系統 圖4。電液控制系統方案汽車代練液壓樁機機身平臺自動調平系統包括一個機械系統，液壓的系統，控制系統和反饋系統。機械系統，機身平臺的機械結構，是自動找平對象;液壓系統控制系統的執行機構的控制信息，包括整個液壓回路部件;根據從反饋信號，控制系統產生控制信號給液壓系統來完成的練級過程。A.選擇控制器的考慮到系統的應用需求，被選擇為整個系統的電動液壓控制方案。對于控制實踐中，幾個控制方式可以是選中。 （

10、1）控制器所開發的可編程邏輯控制器（PLC ） 。 （2）控制器的開發微控制器。 （ 3 ）工業控制計算機。根據液壓樁的實際情況司機：常年野外施工與惡劣的工作的條件下，在炎熱的夏天特別是建筑，溫度甚至可達50 ;液壓樁機每日C工作強度，工作時間長，連續工作日是顯著，可根據實際工作在建筑，液壓打樁機需要的條件實時調整，以及調整動作是頻繁的。因此，如何保證施工期間動作可靠是一個高要求的樁機整體性能，特別是對于電力系統的和操作的液壓系統的可靠性。可編程邏輯控制器是一個以用戶為導向的工業控制計算機，并且它具有高可靠性的優點，直觀的和編程簡單，適應性強，功能完善等優點，所以如此， PLC控制系統控制器被

11、采用。B.液壓系統的設計根據在工程中的應用經驗練習，保持和諧的行走液壓打樁機，腿部氣缸執行快速提升在大多數時間在寬范圍內移動，而只執行了練級的運動時，超出允許該平臺的水平誤差值和允許值低于0.29度低。因此，液壓系統的指定時，大口徑電磁閥和小直徑比例方向閥選擇并行控制， PI控制用于比例方向閥和開關控制是用于電磁閥。這樣一來，身體的要求迅速解除和平臺高精確度的控制是可以同時滿足，且成本也可降低。的原理圖液壓樁機機身平臺自動調平是如圖5所示。 圖5。自動調平液壓系統原理方案 1 -電液換向閥，2 - 比例方向閥; 3 -單向節流閥， 4 - 液壓單向閥; 5 - 腿油缸C.意見反饋系統的設計和傳

12、感器的選擇據練級運動方案，在角誤差反饋控制方法，雙軸傾角傳感器通過和反饋值is視為姿態角。該方案具有簡單的反饋系統和數據處理是方便的。因此，它可以使系統簡單，成本低。雙軸傾角傳感器AT201 - SIA- EGOT被用在系統，它是一個4-20mA的電流的雙軸輸出傾斜。該傳感器的原理是將所述測量靜態重力加速度變化傾角變化它轉換為輸出電流最后。使用這種傳感器在槳距角為5/ S的變化速度的條件具有良好的效果。在上下方向的振動，其效果的情況下上的角度數據的高頻振動小，并且它具有不錯的。振動耐力。 AT201 - SIA- EGOT - 15型與測量范圍± 15被選擇的，因為小平臺傾斜。PLC

13、的電液自動控制系統計劃在機身平臺自動調平是在圖6所示。 圖6 PLC電液自動控制系統D.在液壓系統的設計根據液壓樁機機身平臺液壓自動調平系統，PLC電液自動控制系統原理圖和液壓打樁司機實際工況和控制參數設置，基于單站的Matlab / Simulink的建立液壓樁機機身平行控制模型475平臺自動調平控制示于圖7。其中， PI控制規則中選擇了PID控制器（ PID控制器） ，和它的參數選擇為： （P = 0.256 ） ，余= 0.001 ，該模型是在圖8所示; （砰砰控制器）開關閥的閾值是D = 0.082米，模型示于圖9。 圖7 圖9 圖10 雙閥并聯400毫米階躍響應控制 圖11 雙閥并聯

14、控制的大腔流 圖12 雙閥并聯無桿腔壓力控制 如可以從圖10中可以看出，對于并行控制雙閥，它的400毫米階躍響應上升時間為只有5秒鐘，并調整比快得多獨立的比例控制，其穩態精度相當于比例控制的準確性;在圖11中，電液閥關閉時在約4秒，比例閥單獨調節，并且流動導致小范圍的瞬時波動;從圖12 ，小的無桿腔壓力波動可以看出，與電動液壓閥的開關過程是穩定的，這樣一來，雙閥并聯控制能改善腿部抬起的速度和達到穩態精度的比例控制在同一時間。五，自動調平控制器的設計答： I / O地址分配在I / O地址是按照功能分配控制系統，如表1和表2 。 0號是模擬 - 數字轉換器模塊FX- 2AD ，第一是數字 - 模

15、擬FX- 4DA模塊。B.控制器程序設計液壓樁機，根據施工過程中，程序應該包含自動調平，迅速解除，而單腿點移動調整。它的流程圖示于圖13 ，如圖14和15在練級主程序，預制樁不允許練級時被壓入地面，在為了防止浸入樁部分進入破碎。在樁沖壓過程中，傾斜檢測并監控樁傾斜度應首先在機身的調整，當其超過容許范圍的樁按下停止并轉移到練級。在自動升降，以確保液壓樁機機身升降的允許范圍之內，自動找平鏈路被引入，并在吊裝時過程中， PLC的連續讀取傳感器傾角數據，當傾角數據是大于設定的允許值，機身練級開始。然而，本機身允許誤差為自動升降大得多比自動調平誤差，在本系統中是設置為0.5° ，該組的原因是能夠防止平臺頻繁停機的自動找平制約施工效率。在自動調平，因為應用程序的，的X ，Y方向分別分時練級策略調節過程是簡單的，并且很適合于PLC實現。這項工作一直支持由科學技術湖南省項目，中國（批no.2012FJ4113 ）