[发明专利]一种减小吊放声纳液压绞车水下分机摆动幅度的控制方法

说明书

本发明涉及一种减小吊放声纳液压绞车水下分机摆动幅度的控制方法，属于航空直升机液压绞车探潜领域。包括角度传感器、旋转编码器、PWM输出伺服阀驱动模块、数字手柄、单片机和CPLD模块；角度传感器测量缆位角信息；CPLD模块采集数字手柄的位移信号和旋转编码器的脉冲信号并送入单片机；单片机根据旋转编码器的脉冲信号计算缆长和缆速，对应缆位角和缆长所要求的速度值产生相应的PWM控制信号，并通过PWM输出伺服阀驱动模块对此信号进行调理；最后以直流电压信号的形式传到绞车本体上的电液伺服阀，进而控制绞车运行。本发明有效的减少被吊物体因摆动幅度过大造成的对吊放物体和绞车本身的损伤，提高了飞机和绞车的安全。

技术领域

本发明涉及航空直升机液压绞车探潜领域，具体涉及吊放声纳液压绞车水下分机的控制方法。

背景技术

目前，现有的航空直升机提升被吊物时，在接近飞机舱口状态(距离飞机舱口5米左右)下，由于受机身摆动和空中风速影响，使得提升控制困难，容易出现被吊物摆动幅度过大，被吊物和电缆触碰飞机喇叭口，损伤被吊物和电缆，造成飞机安全隐患，并且声纳员在操作时需频繁俯身从飞机喇叭口观察被吊物状态，操作不便。

现有消摆控制技术多采用输入指令滤波控制方法，对输入加速度信号进行滤波处理，其代价是跟踪响应速度的降低，即滤波作用普遍存在输入指令的迟后影响，而且此种方案需要加装加速度传感器，不适用于吊放声纳液压绞车系统。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种减小吊放声纳液压绞车水下分机摆动幅度的控制方法，通过在原有绞车上加装相应的角度传感器，重新设计控制电路并加入自动控制程序。可实现快速减少电缆的摆动幅度，自动控制被吊物提升。该方法能够在保证稳定可靠的前提下，简单有效的减少电缆的摆动幅度。

技术方案

一种减小吊放声纳液压绞车水下分机摆动幅度的控制系统，其特征在于包括角度传感器、旋转编码器、PWM输出伺服阀驱动模块、数字手柄、单片机和CPLD模块；所述的角度传感器测量缆位角信息并传给单片机；所述的旋转编码器安装在绞车导向轮上；所述的CPLD模块采集数字手柄的位移信号和旋转编码器的脉冲信号并送入单片机；所述的单片机根据旋转编码器的脉冲信号计算缆长和缆速；然后对应缆位角和缆长所要求的速度值产生相应的PWM控制信号，并通过PWM输出伺服阀驱动模块对此信号进行调理；最后以直流电压信号的形式传到绞车本体上的电液伺服阀，进而控制绞车运行。

本发明技术方案更进一步的说：所述的PWM输出伺服阀驱动模块采用固定频率方式，调节占空比的方式完成PWM脉宽调制功能，PWM信号经过滤波放大调理后输出加到电液伺服阀上。

本发明技术方案更进一步的说：所述的数字手柄由控制杆和16位绝对值编码器组成，精度满足0.3°/档，相当于将单边分成70档，每档对应的速度0.07m/s；绝对值编码器输出的是一个串行数字信号。

本发明技术方案更进一步的说：所述的单片机采用C8051F020微控制器，接收旋转编码器信号计算得到缆绳长度和缆绳上升速度；接收角度传感器的电压信号，进行A/D转换计算得出缆位角，并判断摆体的是否向外摆动；根据缆长、缆位角、电缆的摆动方向的信息，输出不同占空比的PWM信号。

本发明技术方案更进一步的说：所述的CPLD模块的型号为EPM7128S-100，将16位绝对值编码器输出的串行信号转换成并行信号输入到单片机中进行速度设定。

一种减小吊放声纳液压绞车水下分机摆动幅度的控制方法，其特征在于：角度传感器、旋转传感器采集液压绞车电缆的缆长和角度以及数字手柄输入的位移信号传输给单片机，计算得到液压绞车运行速度值，将根据对应缆位角±10°、±5°、±1°和缆长10米、5米、1米信息的不同情况对吊放重物提升速度值进行相应调整；最终产生相应的PWM控制信号，对此信号进行调整，以直流电压信号的形式传到绞车上的电液伺服阀，从而控制绞车运动。