發(fā)射平臺液壓調(diào)平控制系統(tǒng)型譜研究

◎北京航天發(fā)射技術(shù)研究所 路世奇 李玉順 吳建勝

發(fā)射平臺液壓調(diào)平控制系統(tǒng)型譜研究

◎北京航天發(fā)射技術(shù)研究所 路世奇 李玉順 吳建勝

液壓調(diào)平控制系統(tǒng)在北京航天發(fā)射技術(shù)研究所型號發(fā)射平臺上有著廣泛的應(yīng)用，其主要由比例液壓閥組、機械鎖緊調(diào)平支腿、液壓油源、調(diào)平控制器、雙軸水平傾角傳感器、壓力傳感器、支腿位置傳感器、液壓管路和電纜網(wǎng)系統(tǒng)等組成，主要功能是根據(jù)發(fā)射平臺指標(biāo)要求實現(xiàn)在規(guī)定方位上的調(diào)平。

調(diào)平控制系統(tǒng)產(chǎn)品化重組以梳理現(xiàn)有調(diào)平控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，按照完善產(chǎn)品型譜建設(shè)思路來分析調(diào)平控制系統(tǒng)的主要功能和調(diào)平控制模式，以及根據(jù)調(diào)平控制系統(tǒng)中的產(chǎn)品和控制策略確定產(chǎn)品化工作方向，并對產(chǎn)品進行統(tǒng)型歸類確定幾種基本調(diào)平模式，以便于實現(xiàn)未來產(chǎn)品的快速設(shè)計要求。

為此，筆者在對研究所液壓調(diào)平控制系統(tǒng)的產(chǎn)品需求、技術(shù)現(xiàn)狀等進行歸納梳理的基礎(chǔ)上，對典型調(diào)平控制系統(tǒng)功能、調(diào)平控制方式影響因素進行了分析，并確定了調(diào)平控制系統(tǒng)的基本型，制定了發(fā)射平臺調(diào)平控制系統(tǒng)型譜，進而為后續(xù)調(diào)平控制系統(tǒng)產(chǎn)品化重組提供了依據(jù)。

一、發(fā)展需求及技術(shù)現(xiàn)狀分析

調(diào)平控制技術(shù)是以控制策略及特種平臺支腿為核心，用水平傳感器檢測發(fā)射平臺的水平姿態(tài)狀態(tài)，用壓力傳感器檢測支腿的有效觸地，用位移傳感器檢測支腿的伸出狀態(tài)、控制平臺支腿的動作，并依據(jù)調(diào)平控制策略實現(xiàn)發(fā)射平臺的快速、自動調(diào)平，同時利用機械鎖緊技術(shù)（或液壓鎖緊技術(shù)）在規(guī)定時間維持平臺調(diào)平姿態(tài)。

調(diào)平技術(shù)主要用于特種車輛、工程機械及其它需要調(diào)平的車輛，有采用伺服閥控制調(diào)平支腿的液壓回路，也有許多廠家采用更加廉價的比例閥或數(shù)字閥來控制調(diào)平支腿，但效果基本一致。目前，研究所調(diào)平技術(shù)主要分兩點、三點、四點，分觸地調(diào)平和離地調(diào)平，不論哪種調(diào)平都不強調(diào)一次調(diào)平，基本都是多次完成調(diào)平。盡管研究所在自動調(diào)平技術(shù)方面積累了多項特色技術(shù)，但仍追趕不上調(diào)平技術(shù)的發(fā)展速度，在調(diào)平精度和時間、系統(tǒng)的安全性及可維修性、節(jié)能環(huán)保等方面沒有絕對優(yōu)勢。

1．發(fā)展需求

一是加速調(diào)平系統(tǒng)的模塊化、通用化，主要是針對發(fā)射平臺調(diào)平技術(shù)需求，根據(jù)調(diào)平模式和功能要求制定調(diào)平回路與調(diào)平控制策略的模塊化及通用化，實現(xiàn)調(diào)平控制系統(tǒng)的快速開發(fā)，提高產(chǎn)品成熟度。

二是在自動調(diào)平過程中，由于操作者的視線被車體阻擋，只能通過車體的傾斜角度和支腿到位傳感器來判斷支腿是否正常動作。然而，支腿到位檢測存在很大的測試盲區(qū)，且支腿正是在這些行程區(qū)域內(nèi)完成調(diào)平動作。因此，需要提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，避免因某個支腿誤動作而造成事故的發(fā)生。

2．技術(shù)指標(biāo)

調(diào)平控制系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)包括:支腿起升載荷、起升調(diào)平時間、調(diào)平精度、調(diào)平保持精度等。一般根據(jù)發(fā)射平臺調(diào)平精度、起升載荷、鎖定載荷、接口及布置、對地比壓、起升高度等要求總體下發(fā)研制任務(wù)書，再由液壓專業(yè)對任務(wù)書指標(biāo)進行分析確認(rèn)，選定合適的支腿形式，同時確定功率、壓力、流量及各支腿參數(shù)，最后根據(jù)選定的支腿和油源及布置要求擬定合適調(diào)平回路控制閥塊。利用液壓自動調(diào)平方案，在電控系統(tǒng)的配合下可實現(xiàn)發(fā)射平臺的自動一鍵式調(diào)平，車體扭曲小，調(diào)平時間短、精度高。

3．調(diào)平控制方式影響因素

目前，從研究所產(chǎn)品調(diào)平控制系統(tǒng)特點來看，調(diào)平控制系統(tǒng)從硬件組成和控制方法上均有差異，每次有新產(chǎn)品研制時需要重新開發(fā)調(diào)平控制系統(tǒng)，造成資源浪費。從根本上來看，影響調(diào)平控制系統(tǒng)設(shè)計的主要因素有2類:第一類是由總體指標(biāo)所決定，包括調(diào)平方位、調(diào)平精度、鎖緊時間要求、調(diào)平時間、發(fā)射平臺噸位等；第二類是液壓系統(tǒng)內(nèi)部可控制的因素，包括4個支腿同時或交替起升、調(diào)平基準(zhǔn)、連續(xù)或點動調(diào)平、粗調(diào)精調(diào)或等流量調(diào)平、控制回路、油源形式、觸地判斷、位移傳感器數(shù)量形式、支腿形式等。

根據(jù)影響調(diào)平控制系統(tǒng)的兩大類因素可以看出，影響調(diào)平控制系統(tǒng)重組分類的最核心的因素是調(diào)平回路組成、調(diào)平方位、支腿形式，其余因素均可通過液壓系統(tǒng)內(nèi)部優(yōu)化完全達(dá)到統(tǒng)一，因此通過對調(diào)平控制系統(tǒng)組成、調(diào)平模式的梳理可以將其進行合并歸類，以實現(xiàn)有效重組，便于后續(xù)開發(fā)應(yīng)用。

二、調(diào)平控制系統(tǒng)基本型的確定

通過對目前研究所調(diào)平控制系統(tǒng)功能和特點分析，調(diào)平控制系統(tǒng)重組涉及調(diào)平硬件設(shè)備和調(diào)平控制策略2個方面。而對調(diào)平過程的指標(biāo)要求是確定調(diào)平控制系統(tǒng)類型的本質(zhì)因素，指標(biāo)要求主要包括調(diào)平方位和調(diào)平精度，據(jù)此將調(diào)平控制系統(tǒng)分為2種基本型。

第一種為后支腿調(diào)平模式，其僅要求發(fā)射車在后端左右調(diào)平，前后調(diào)平?jīng)]有要求或要求很寬。由于是一個方位和位置調(diào)平，觸實與調(diào)平耦合較小，所以現(xiàn)有的調(diào)平策略完全滿足要求。

第二種為多支點高精度調(diào)平模式，其不僅要求發(fā)射車前后端調(diào)平，同時要求左右調(diào)平，這類車載荷較輕，支腿觸實與車體調(diào)平存在較大耦合。

三、液壓調(diào)平控制系統(tǒng)型譜

液壓調(diào)平控制系統(tǒng)的產(chǎn)品名稱由“液壓調(diào)平控制系統(tǒng)”名稱和部分調(diào)平參數(shù)組成，產(chǎn)品命名規(guī)則如圖1所示。按照該命名規(guī)則，根據(jù)以往應(yīng)用情況選取第一種后支腿調(diào)平模式基本型為YHT-A-3-QG-H-10，第二種多支點高精度調(diào)平模式基本型為YHT-A-1-QHZ-10。

其中，對于支撐形式，A代表鎖緊套液壓缸，B代表常規(guī)液壓缸支撐，C代表鎖緊套和常規(guī)液壓缸混合支撐（簡稱混合液壓支腿支撐）；對于前后支腿控制形式，無代號代表4個支腿全部獨立控制，HG代表2個后支腿可以溝通，QG代表2個前支腿可以溝通控制；對于調(diào)平方式，Q代表前端橫向調(diào)平，H代表后端橫向調(diào)平，Z代表縱向調(diào)平，多向調(diào)平可以組合，如QH,HZ,QHZ。

液壓調(diào)平控制系統(tǒng)型譜如圖2所示。

通過對北京航天發(fā)射技術(shù)研究所典型調(diào)平控制系統(tǒng)功能和特點分析，初步確定了液壓調(diào)平控制系統(tǒng)為2種基型，并制定了液壓調(diào)平控制型譜，提出了2種基本型的名稱，從目前和后續(xù)發(fā)展的趨勢來看應(yīng)該滿足四、五、六、七軸不同載荷發(fā)射平臺的調(diào)平要求，為實現(xiàn)后續(xù)新研產(chǎn)品的快速設(shè)計開發(fā)奠定了基礎(chǔ)?！?/p>