摘要：针对刚性支腿调平装置灵活性差、调平耗时长等问题,设计了一种基于主动悬挂的车载稳定平台调平系统,该系统主要包括三轴六轮车辆底盘、惯性测量单元、控制系统和液压系统。通过悬架互联方式将悬挂作动油缸对车载稳定平台的六点支撑结构等效转换为三点支撑结构,采用“中心不动”调平算法对三支撑点高度进行调节,从而实现对车载稳定平台的调平控制。为验证所设计调平系统的可行性,试制了车载稳定平台样机,并进行了驻车调平和行车调平试验。驻车调平试验包括基于本文设计的调平系统调平试验和基于样机自带的刚性支腿调平装置的调平试验,行车调平试验包括过单边桥调平试验和过双边桥调平试验。结果表明,在驻车调平试验中,采用本文设计的基于主动悬挂的调平系统进行调平,平台俯仰角由2.5°调至水平状态约需5.5 s,调平精度为0.1°,相比刚性支腿调平装置,在调平速度和调平精度方面具有明显优势;在行车调平试验中,过单边桥调平时,平台侧倾角最大误差为0.58°,过双边桥调平时,平台俯仰角最大误差为0.55°,行车调平过程中平台倾角变化误差较小,可基本满足实际使用要求。所设计的基于主动悬挂的车载稳定平台调平系统不仅能保证车载稳定平台驻车调平时的调平速度和调平精度,而且能实现在行车过程中边行走、边调平的功能。

摘要：针对半球谐振陀螺平台调平时容易受到各种随机干扰的影响以及为了提高调平的抗干扰能力,基于动态规划方法设计了平台调平系统的随机最优控制算法,使平台调平系统具有极强的抗干扰能力。针对实现中存在的计算量过大问题,采用变量替换法将平台调平系统状态方程转换为完全信息情形,减小了计算量,简化了设计。为了提高调平精度,通过在平台调平控制信号中增加加速度计零位偏置修正量的方式提高了调平精度。初步仿真结果验证了上述方法的有效性。

摘要：针对水稻棚室育秧环节中苗床平整地缺失高效作业机械的现状,结合寒区水稻标准化棚室育秧技术要求,该研究设计了一种自走式水稻秧棚苗床精平机机电液一体化的自动调平控制系统。调平系统以液压油泵及直流步进电机为动力端,融合机具作业的姿态角数据,利用自动控制策略实时驱动机电式横滚角调平机构及液力式俯仰角补偿装置进行调平作业,保证苗床平整度。采用Simulink模块对横滚角调平进行仿真,结果表明:横滚角调平时间为1.62 s,超调量为1.5%,具有良好的响应速度及精度。将自动调平控制系统嵌入1ZJP-2型苗床精平机进行田间试验,搭载自动调平系统的作业机具横滚角平均值为-1.88°,均方根误差为1.95°,平均绝对误差为1.88°;对照组作业机具横滚角平均值为-2.37°,均方根误差为2.43°,平均绝对误差为2.31°;俯仰角补偿碎土刮板油缸动作的平均均方根误差为0.145 cm,试验结果表明自动调平系统效果良好,满足稳定控制要求。利用光学水准仪检验平地作业效果,应用自动调平控制作业后苗床高程最大平均标准差比作业前降低了1.05 cm;而无调平系统的苗床高程最大平均标准差降幅仅为0.325 cm,平地作业效率比普通作业方式提高了229%~500%,每平方米内地高程标准偏差Sd值较比常规作业方式降低了268%~384%。该系统提升了水稻棚室育秧苗床平地机械作业自动化程度。

摘要：针对调平系统的多液压缸同步控制研究,提出了一种基于模糊相邻耦合的控制方法。首先对调平系统受力及多缸控制系统进行分析,建立控制对象的非线性数学模型。对相邻耦合控制器进行设计,使用补偿器将相邻两根液压缸位置同步误差融合到液压缸控制器中,对于难以通过常规方法精确获得的补偿系数,使用模糊PID控制算法获取。通过MATLAB仿真和实验对模糊相邻耦合的同步控制方法进行测试,并使用主从同步控制方法进行对比分析。结果表明,使用模糊相邻耦合同步控制时,四根液压缸误差波动较小,并且在液压缸加减速阶段能快速将误差降低,具有较好的同步控制性能。

摘要：针对高地隙底盘在不平整地作业时,因车身随地形起伏而倾斜,导致车身稳定性变差、驾驶安全性差等问题,设计开发了基于四支腿主动气囊调节的离地间隙调整机构,实现了底盘稳定性调节,底盘俯仰调节-8.5°~8.5°,横滚调节-10°~10°,底盘最大离地间隙可调节为280mm。在此基础上,设计了一套底盘调平控制系统,并从调平系统的工作原理、硬软件设计与调平控制策略等方面展开了研究。最后,针对高地隙植保机样机加装调平系统后进行控制响应测试和田间试验。控制响应测试表明:主动气囊的自身平均超调量为3.36%,可保证其控制性能。田间试验表明:加装自动调平系统的高地隙底盘在田间不仅有效降低了底盘倾斜度,改善了底盘运动稳定性,且大大提升了高地隙底盘对不平坦地面的适应性。

摘要：针对丘陵山地移栽机车身在移栽时容易发生倾斜导致移栽效果差的问题,设计一种由状态测量单元、单片机嵌入式系统、电动传动系统组成的移栽机车身自动调平控制系统。首先,综合考虑位置误差调平和角度误差调平优劣势,提出一种多传感器耦合调平策略。其次,采用模糊PID控制器对执行机构中的电动推杆进行控制,并利用卡尔曼滤波器滤除移栽机底盘所受到的发动机振动干扰。然后,通过MATLAB/Simulink对所设计的模糊PID控制器及卡尔曼滤波器进行仿真分析。仿真结果表明,在相同初始参数条件下,模糊PID控制相较于传统PID具有更好的控制性能,系统调节时间缩短62.86%,上升时间缩短47.64%,峰值时间缩短45.54%,最大超调量减少12.23%。卡尔曼滤波器能有效抑制干扰和抖动信号。最后,对车身自动调平控制系统进行静态试验和动态试验。试验结果表明,当车身倾斜角在-8°~8°范围内时,该自动调平系统的调节时间小于3.5 s,最大调平误差小于0.5°。当移栽机以3.6 km/h的速度行驶时,在起伏较大的路面下车身倾斜角控制在±3°以内,起伏较小的路面下车身倾斜角基本维持在0°,调平速度较快,效果较好,对提高移栽机的移栽效果具有重要意义。

摘要：静液压调平系统作为电动平台车的重要组成部分,其调平精度直接影响整机的工作性能.为设计具备高调平精度的静液压调平系统,对调平系统调平机理进行分析,得出影响调平误差的主要因素为系统中各铰接点位置.利用ADAMS软件建立调平系统的参数化模型,以臂架变幅过程中,吊篮平台调平误差最小为优化目标,对各铰接点位置进行优化计算.根据计算结果设计电动平台车样机的调平系统,并对其调平误差进行试验测试,测试结果表明,该调平系统具备较高的调平精度,该优化方法能为工程应用中静液压调平系统的设计提供指导.

摘要：为实现高地隙植保机底盘离地间隙调节和底盘调平控制,以湖南农业大学与宗南重工联合研制的高地隙多功能植保机为平台,设计加装了底盘自动调平系统。系统由STM32主控芯片、倾角传感器、驱动模块、平行四边形升降机构和液压执行机构组成。每个平行四边形升降机构上安装倾角传感器,用于检测底盘的离地间隙;底盘中心位置安装1个水平倾角传感器,用于检测底盘的水平角度。采用Kalman滤波算法处理底盘水平倾角数据,采取基于位置误差控制加角度误差控制的调平控制策略,完成高地隙植保机离地间隙调节和底盘调平的控制。试验证明,滤波算法能有效抑制水平倾角数据的抖动;调平系统能完成植保机离地间隙调节和底盘调平,平均响应时间为0.45 s,静态调平的平均水平误差≤0.25°,最大误差0.45°,均方根误差≤0.27°;动态调平的平均水平误差≤0.64°,最大误差0.81°,均方根误差≤0.34°,满足高地隙植保机作业要求。

摘要：空气弹簧隔振系统应用于超精密加工设备,其姿态倾斜将为超精密加工引入误差。针对超精密机床采用气浮导轨、气浮主轴刚度相对液压主轴较低、抵抗空气弹簧的倾斜能力较差的特点,建立机床倾斜的数学模型,分析倾斜对加工精度的影响,得到系统需要的调平精度。根据计算的充/放气量,设计调平控制系统控制四点支撑空气弹簧系统中的三点,保持机床的水平复位精度达到±0.02mm以内。该调平控制系统可以根据气浮导轨运动速度,实现空气弹簧隔振系统的主动控制。

摘要：为了缩短惯性平台的调平时间提高调平的精度,本文首先建立了平台的数学模型,在此基础上建立了基于PID(Propor-tional-Integral-Derivative)神经元网络控制的平台调平系统,该系统主要由水平传感器、PID神经网络控制器、D/A和A/D转换模块、变频器和电机组成,四条支腿同时升高调平。仿真结果表明,在x方向和y方向水平偏差角度分别不超过2°时,调平时间小于50s,调平精度小于2,调平过程中平台稳定,无虚腿现象,实现了机电式四点调平。经过长期使用,系统运行稳定,可靠性高。该控制器可应用于不同的调平系统中。