沥青水泥砂浆车液压三点调平系统研究黄莉，杨建红，张认成(华侨大学机电及自动化学院，福建厦门361021)摘要:为了提高车载沥青水泥砂浆车搅拌平台的调平精度、减少调平时间，研制开发了基于PLC的液压三点自动调平系统．该系统基于搅拌平台倾斜角度与支腿伸长量之间的定量关系，将调平问题转化为各支撑点与最高支撑点之间的几何高度差的预测控制，从而实现三腿齐动的控制．实验结果表明，该系统调平精度达到±0．3°，调平时间小于6s，实现了砂浆车的快速自动调平．关键词:沥青水泥砂浆车;液压三点调平;PLC:TH137;TP272文献标志码:ADOI:10．3969/j．issn．2095－476X．2013．04．017ResearchofhydrauliclevelingsystemofthreepointsforasphaltcementmortarvehiHUANGLi，YANG激an-hong，ZHANGRen-cheng(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，HuaqiaoUniversity，Xiamen36Abstract:Inordertoimprovethelevelingprecisionandreducethelevelingtimeofthevehicleasphaltce-mentmortarmixingplatform，theautomaticlevelingsystemwasdevelopedbasedonPLC．Thelevelingproblemofthesystemturnsintopredictivecontrollingtothegeometricheightdifferencebetweentheeachpointandthehighestpointbasedonthemathematicalrelationshipbetweentheslantanglesandthelege-longationstorealizethecontrolofthreelegsmovingtogether．Theresultsshowedthatthelevelingaccuracyofthesystemreaches±0．3°andthelevelingtimeislessthan6s，realizedthemortarvehiclemixingplat-formfastautomaticleveling．子计量、搅拌和传送等各系统的正常工作．使搅拌平台保持水平的核心技术是液压调平技术［1］．车载调平系统中，三点调平系统在军事上有很多应用，如车载雷达、导弹发射平台等［2－3］．但民用工程商的应用技术相对落后，很多还是基于两点调平，且自动化水平较低，不适合复杂的路况，且容易出现角度耦合现象．本文拟以PLC为控制核心，设计基于轮胎的弹性支撑实时调平的沥青水泥砂浆车液压三点调平系统，以期减少施工的辅助时引言目前，我国铁路主要采用板式无碴轨道铺设．与有碴轨道相比，无碴轨道具有刚度均匀、稳定性高、耐久性好、维护工作量少等突出优点，故随着我国高速铁路建设事业蓬勃发展，无碴轨道得到了越来越广泛的应用．而沥青水泥砂浆车作为板式无碴轨道系统中的关键组成部分，其搅拌台工作时必须保持水平状态，以保证砂浆车性能的稳定以及电0收稿日期:2013－04－20基金项目:福建省自然科学基金项目(010J01294);国家自然科学基金培育计划项目(JB—ZR1102)作者简介:黄莉(1987—)，女，福建省厦门市人，华侨大学硕士研究生，主要研究方向为测试计量技术与仪器、智能控制．郑州轻工业学院学报(自然科学版)2013年·70·间，提高需要频繁移动位置时的效率，实现沥青水泥砂浆车搅拌平台快速自动调平．为Y轴建立直角坐标系，根据倾斜角度传感器的信号确定平台沿2个指定的正交方向(X轴和Y轴)的倾斜角度．平面OX0Y0为水平的砂浆车平台平面，平面OXY为倾斜的砂浆车平台平面．根据砂浆车平台坐标变换前后的几何关系，可以得到平台处于某一状态时各个支腿长度的向量［4］为沥青水泥砂浆车液压自动调平原理液压三点调平系统主要由沥青水泥砂浆车搅拌平台、4个调平支腿、倾斜角度传感器和控制器组成，其原理如图1所示．实验给定的调平精度为±0．3°，采样周期为0．2s．控制器经过A/D模块采集反应调平平台横向(X轴)和纵向(Y轴)倾斜情况的倾斜角度传感器信号，并通过模拟数字转换后传送到PLC中与给定精度进行比较．当差值超出允许范围，PLC将采用保持最高点不动，其他3条腿齐动升高的调平方法，即由X轴倾角α和Y轴倾角β的正负分析最高点，根据公式计算出其他各支点应该伸高的长度和电液比例阀的开度，通过数字模拟量转换输出模块，控制各支腿电液比例阀动作，驱动各支腿液压缸分别运动，从而带动平台水平倾斜角度向α，β减小的方向改变，再由A/D模块反馈到PLC输入端和给定精度进行比较，循环检测倾角控制输出，形成闭环控制，直到α，β达到精度要求．1L珗i(t)=Q(t)珗ai+珝R0－珗bi其中，坐...