牛遠(yuǎn)征，張亞莉，劉宜罡，傅子銳，曹建鋒

（上海機(jī)電工程研究所，上海 201109）

調(diào)平控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)導(dǎo)彈發(fā)射車的調(diào)平控制，能夠快速提供穩(wěn)定的工程支撐和水平基準(zhǔn)，是導(dǎo)彈發(fā)射車進(jìn)行穩(wěn)定發(fā)射的前提和基礎(chǔ)。根據(jù)驅(qū)動(dòng)支腿的動(dòng)力不同，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般可分為液壓式驅(qū)動(dòng)和機(jī)電式驅(qū)動(dòng)。以往車輛調(diào)平大多采用液壓式調(diào)平，相比較而言，液壓式驅(qū)動(dòng)具有功率大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但是也存在能量損失大、對(duì)溫度變化較為敏感、電液易泄露、維修保養(yǎng)麻煩等缺點(diǎn)，主要用于負(fù)載比較大且不便于使用機(jī)電式的場(chǎng)合[1-3]。對(duì)于調(diào)平控制算法，有三點(diǎn)調(diào)平、固定軸翻轉(zhuǎn)、誤差控制等多種算法。但是這些算法控制模型比較復(fù)雜，解耦過程中含有離散化計(jì)算等，在實(shí)際調(diào)平過程中，沒有對(duì)是否觸地做出一個(gè)準(zhǔn)確判斷，而且在調(diào)平結(jié)束后，容易產(chǎn)生“虛地”現(xiàn)象，這對(duì)追求高效性、穩(wěn)定性的軍工設(shè)備而言，不足以滿足部隊(duì)的作戰(zhàn)需求[4]。因此，設(shè)計(jì)一種基于機(jī)電式的自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)就顯得尤為重要。

1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)

調(diào)平控制系統(tǒng)的硬件主要由全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元、控制盒、水平儀、電纜網(wǎng)等組成。全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元通過接收控制指令，完成對(duì)支腿的伸長(zhǎng)和收縮。除此以外，還可以將電機(jī)狀態(tài)信息通過CAN 網(wǎng)反饋給上位機(jī)。如：故障、轉(zhuǎn)速信息等。該系統(tǒng)所采用的全數(shù)字驅(qū)動(dòng)單元，具有響應(yīng)速度快、精度高、后期維護(hù)保養(yǎng)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元主要包括4 個(gè)設(shè)備（驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、制動(dòng)電阻、電動(dòng)缸）[5]。與其他設(shè)備的硬件連接關(guān)系如圖1 所示。

圖1 調(diào)平控制系統(tǒng)硬件連接圖

控制盒主要由主控板、接口板、操作面板及機(jī)箱等組成。主要功能是基于ARM 平臺(tái)，通過CAN 總線實(shí)現(xiàn)傳感器信號(hào)采集和電機(jī)控制。不僅能夠通過接收上位機(jī)的信號(hào)進(jìn)行全自動(dòng)調(diào)平/撤收，而且可以接收車控盒操作面板的信號(hào)，進(jìn)行手動(dòng)單支腿控制或模式切換等[6]。其硬件實(shí)物圖如圖2 所示。

圖2 硬件實(shí)物圖

驅(qū)動(dòng)器通過接收車控盒的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。還可以實(shí)時(shí)對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果反饋給車控盒。支腿電動(dòng)缸用來支撐車體負(fù)載，通過電動(dòng)缸伸縮調(diào)整車輛姿態(tài)，并在調(diào)平完成后保持姿態(tài)穩(wěn)定。制動(dòng)電阻用來在電機(jī)減速時(shí)，釋放電機(jī)產(chǎn)生的過電壓[7]。水平儀采用雙軸水平傳感器，測(cè)量角度在+/-5°以內(nèi)，精度為0.001。主要用來測(cè)量發(fā)射車兩個(gè)垂直方向上的傾斜度信息，為發(fā)射車的自動(dòng)調(diào)平功能提供數(shù)據(jù)支撐。電纜網(wǎng)則用于實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備間的電氣連接、CAN 網(wǎng)通訊等。

驅(qū)動(dòng)器上電后，默認(rèn)狀態(tài)下為速度模式。通過接收車控盒的速度命令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)使電動(dòng)缸轉(zhuǎn)動(dòng)，然后使支腿伸長(zhǎng)/收縮。整車支撐結(jié)構(gòu)上采用四點(diǎn)支承（左前、右前、左后、右后，面對(duì)車尾），左前電支腿動(dòng)缸獨(dú)立構(gòu)成左前支承點(diǎn)，右前支腿電動(dòng)缸獨(dú)立構(gòu)成右前支承點(diǎn)，左后支腿電動(dòng)缸構(gòu)成左后支承點(diǎn)，右后支腿電動(dòng)缸構(gòu)成右后支承點(diǎn)[8]。整車支撐結(jié)構(gòu)的示意圖如圖3 所示。

圖3 平臺(tái)支撐的示意圖

2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

調(diào)平控制軟件運(yùn)行在車控盒的主控板上，通過接收上位機(jī)或本地面板傳來的控制指令，信息處理后轉(zhuǎn)換為電機(jī)驅(qū)動(dòng)命令，控制電動(dòng)缸完成伸長(zhǎng)/收縮功能、模式切換功能等。調(diào)平控制軟件通過CAN、I/O口完成信息的傳遞，與各個(gè)設(shè)備的信息傳遞方式如圖4 所示。

圖4 調(diào)平系統(tǒng)信息傳遞方式

根據(jù)調(diào)平系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能可把整個(gè)軟件劃分為6 大主要功能模塊：初始化模塊、工作模式切換模塊、I/O 模塊、CAN 通信模塊、控制模塊和故障處理模塊。

3 軟件模塊化實(shí)現(xiàn)

3.1 初始化模塊

車控盒在上電或重啟之后，軟件主程序首先進(jìn)入初始化模塊，軟件的初始化包括以下內(nèi)容：初始化中斷向量表、初始化存儲(chǔ)器系統(tǒng)、初始化堆棧、初始化有特殊需求的端口和設(shè)備、初始化應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境等。由于該調(diào)平控制系統(tǒng)使用了I/O 口、CAN通訊等功能，因此，在軟件初始化模塊對(duì)I/O、CAN 等一系列寄存器參數(shù)進(jìn)行配置。

3.2 工作模式切換模塊

調(diào)平控制系統(tǒng)有兩種工作模式，分為自動(dòng)、本控模式。調(diào)平控制軟件在上電初始化后，工作模式默認(rèn)為自動(dòng)狀態(tài)，工作模式可通過車控盒前面板功能按鍵切換。在自動(dòng)模式下，車控盒接收上位機(jī)的控制指令以及狀態(tài)查詢指令，具體指令內(nèi)容包括一鍵撤收/調(diào)平、故障查詢等。車控盒接收到上位機(jī)指令以后，根據(jù)雙方協(xié)議內(nèi)容，進(jìn)行解析并反饋。在本控模式下，調(diào)平控制系統(tǒng)不響應(yīng)上位機(jī)的任何指令，只通過車控盒前面板功能按鍵控制調(diào)平系統(tǒng)，進(jìn)行單腿“伸長(zhǎng)/收縮”，“停止”等操作。

3.3 I/O模塊

I/O 模塊在調(diào)平控制軟件初始化完成后，開始周期性采集車控盒面板按鍵以及其他I/O 口輸入的信號(hào)量。涉及到的功能如下：同步伸腿、左前伸長(zhǎng)/收縮、左前上/下限位、故障報(bào)警等。調(diào)平控制軟件也可控制I/O 輸出的信號(hào)量，涉及到的功能如下：本控/自動(dòng)指示燈、故障指示燈、粗調(diào)指示燈、細(xì)調(diào)指示燈等。

檢測(cè)到“本控”按鍵按下時(shí)，本控指示燈亮起，同時(shí)打開驅(qū)動(dòng)器使能。檢測(cè)“停止”、“急?！辨I，一旦有效，則關(guān)斷使能，同時(shí)故障指示燈亮。檢測(cè)到“同步伸長(zhǎng)/收縮”信號(hào)，若限位無效，則給驅(qū)動(dòng)器發(fā)送“伸長(zhǎng)/收縮”指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)使電動(dòng)缸以1 500 rmp 的速度同時(shí)伸長(zhǎng)/收縮。檢測(cè)到“左前伸/收”信號(hào)，若限位無效，則給驅(qū)動(dòng)器發(fā)送“伸長(zhǎng)/收縮”指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)使電動(dòng)缸以1 500 rmp 的速度同時(shí)伸長(zhǎng)/收縮。左后伸/收、右前伸/收、右后伸/收同上。

檢測(cè)到“一鍵調(diào)平”信號(hào)，調(diào)平控制系統(tǒng)軟件通過接收水平儀發(fā)送的車體傾斜度信息，通過調(diào)平控制算法控制驅(qū)動(dòng)器對(duì)車體進(jìn)行自動(dòng)調(diào)平。首先，驅(qū)動(dòng)電機(jī)使電動(dòng)缸以1 500 rmp 的速度同時(shí)伸長(zhǎng)。當(dāng)檢測(cè)到4 條支腿觸地，則開始進(jìn)行粗調(diào)，同時(shí)粗調(diào)指示燈亮起。驅(qū)動(dòng)器開始驅(qū)動(dòng)電機(jī)使電動(dòng)缸以500 rmp的速度伸長(zhǎng)。當(dāng)水平儀傾斜度數(shù)值達(dá)到某一精度后，調(diào)平系統(tǒng)開始進(jìn)行細(xì)調(diào)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)?00 rmp，同時(shí)細(xì)調(diào)指示燈亮起。檢測(cè)到“一鍵撤收”信號(hào)，則控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)使電動(dòng)缸以1 500 rmp 的速度收縮，同時(shí)撤收指示燈亮起，根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的上限位閾值，來判斷電動(dòng)缸是否接近上限位，若超過閾值，則停止收縮。根據(jù)實(shí)際情況，上限位閾值與上限位開關(guān)之間留有一定的余量。

3.4 自動(dòng)調(diào)平控制模塊

車控盒上電自檢以后，將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)上傳給上位機(jī)。當(dāng)檢測(cè)到“一鍵調(diào)平”信號(hào)后，開始對(duì)戰(zhàn)車進(jìn)行調(diào)平。在調(diào)平過程中，調(diào)平控制系統(tǒng)軟件給出控制指令，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)各支腿電動(dòng)缸進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)。發(fā)射車的調(diào)平控制方式采用速度、轉(zhuǎn)矩控制模式，調(diào)平系統(tǒng)控制流程如圖5 所示。

圖5 調(diào)平系統(tǒng)控制流程

發(fā)射車調(diào)平控制系統(tǒng)有4 個(gè)調(diào)平支腿輸入及兩個(gè)水平傳感器輸出，構(gòu)成了四輸入兩輸出的多輸入多輸出系統(tǒng)。而且每一條支腿的變動(dòng)，都會(huì)影響整個(gè)平臺(tái)的傾斜度，因此，還是一個(gè)強(qiáng)耦合的系統(tǒng)[9-11]。因此，以往其他平臺(tái)調(diào)平，大多采用三點(diǎn)調(diào)平、固定軸翻轉(zhuǎn)、誤差控制等多種算法。以位置誤差調(diào)平算法為例，該方法根據(jù)水平傳感器發(fā)送的發(fā)射車傾斜度數(shù)據(jù)，某條支腿不動(dòng)，通過計(jì)算其他支腿與它的高度差，然后運(yùn)用驅(qū)動(dòng)器的位置控制，上升其他較低支腿，最終達(dá)到同一高度。

但是這種方法控制模型比較復(fù)雜，解耦算法中含有離散化計(jì)算等，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算量大，且來回收縮極易造成調(diào)平誤差，存在一定的局限性[12]。因此，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)并改進(jìn)了一種“角速度誤差控制”的調(diào)平算法。整個(gè)調(diào)平算法控制流程如圖6 所示。

由圖6 可知，整個(gè)調(diào)平控制流程主要分為3 個(gè)階段，觸地檢測(cè)階段、粗調(diào)階段、細(xì)調(diào)階段。需注意的是，在切換驅(qū)動(dòng)器模式時(shí)，為了避免發(fā)生脫缸現(xiàn)象，需要對(duì)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送關(guān)使能命令，再進(jìn)行切換。

圖6 調(diào)平算法控制流程

在觸地階段，驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)以1 500 rmp 速度轉(zhuǎn)動(dòng)使支腿伸長(zhǎng)。由于電機(jī)負(fù)載的增大會(huì)造成驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)的電機(jī)電流值的增大，因此，通過軟件周期性檢測(cè)各個(gè)驅(qū)動(dòng)器反饋電流值的大小，來判斷是否觸地。根據(jù)調(diào)試時(shí)的實(shí)際情況，由于按下“一鍵調(diào)平”按鍵的瞬間，需要克服電機(jī)啟動(dòng)瞬間的慣性，因此，驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)并反饋的電機(jī)電流值，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電流峰值。因此，為了保證觸地的準(zhǔn)確度，降低虛腿的風(fēng)險(xiǎn)，該設(shè)計(jì)采用雙門限評(píng)判法，來判斷是否觸地。設(shè)第一門限值為e1，第二門限值為e2。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器某一電流值大于e1時(shí)，可認(rèn)為初次觸地，繼續(xù)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)器反饋電流值，若某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，不間斷累加某一電流值大于e1的次數(shù)大于e2時(shí)，則認(rèn)為第一階段觸地結(jié)束。觸地階段的判斷流程圖如圖7 所示。

圖7 觸地階段判斷流程

在第二階段為粗調(diào)階段，此時(shí)驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)的速度為500 rmp，根據(jù)實(shí)際調(diào)試情況，可設(shè)置粗調(diào)階段調(diào)平精度的閥值為0.15°。先判斷最高點(diǎn)，最高點(diǎn)的判斷方法利用水平儀的符號(hào)位進(jìn)行判斷[13-15]。假設(shè)支腿A 為最高點(diǎn)，則根據(jù)水平儀數(shù)據(jù)，先進(jìn)行X軸的調(diào)節(jié)，同時(shí)上升支腿C、D，直到X方向的水平儀數(shù)據(jù)小于精度0.15°后停止。然后，進(jìn)行Y軸的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)支腿B、C，直到Y(jié)方向的水平儀數(shù)據(jù)小于精度0.15°停止。此時(shí)再對(duì)X軸方向的水平儀數(shù)據(jù)進(jìn)行精度判斷，如果不滿足，則重復(fù)這個(gè)步驟，利用多次循環(huán)逼近誤差，直到X、Y方向值都在精度內(nèi)，則可以認(rèn)為發(fā)射車粗調(diào)結(jié)束。其他支腿為最高點(diǎn)時(shí)，步驟類似[16-18]。粗調(diào)階段控制流程圖如圖8 所示。

圖8 粗調(diào)階段控制流程

在第三階段為細(xì)調(diào)階段，此時(shí)驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)的速度為100 rmp，根據(jù)設(shè)計(jì)輸入指標(biāo)要求，設(shè)置細(xì)調(diào)階段調(diào)平精度的閥值為0.05°。細(xì)調(diào)階段的控制流程與粗調(diào)階段類似，先判斷最高點(diǎn)，假設(shè)支腿A 仍為最高點(diǎn)，則根據(jù)水平儀數(shù)據(jù)，先進(jìn)行X軸的調(diào)節(jié)，同時(shí)上升支腿C、D，直到X方向的水平儀數(shù)據(jù)小于精度0.05°停止。然后，進(jìn)行Y軸的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)支腿B、C，直到Y(jié)方向的水平儀數(shù)據(jù)小于精度0.05°停止。此時(shí)再對(duì)X軸方向的水平儀數(shù)據(jù)進(jìn)行精度判斷，如果不滿足，則重復(fù)這個(gè)步驟，利用多次循環(huán)逼近誤差，直到X、Y方向值都在精度內(nèi)，則可以認(rèn)為發(fā)射車細(xì)調(diào)結(jié)束。其他支腿為最高點(diǎn)時(shí)，步驟類似。

在細(xì)調(diào)結(jié)束后，還需對(duì)支腿進(jìn)行轉(zhuǎn)矩檢測(cè)，避免存在某一支腿虛腿的現(xiàn)象。此時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送關(guān)使能指令，并將驅(qū)動(dòng)器的速度模式切換為力矩模式，開使能后，根據(jù)重心位置以及實(shí)際各個(gè)支腿所負(fù)載情況，車控盒對(duì)各個(gè)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送力矩控制指令。發(fā)送以后，若水平儀數(shù)值還在調(diào)平精度0.05°以內(nèi)，則認(rèn)為已經(jīng)調(diào)平，且4 條支腿已經(jīng)踏實(shí)。否則將驅(qū)動(dòng)器切換回速度模式，重復(fù)發(fā)射車調(diào)平控制流程。

3.5 CAN通信模塊

調(diào)平控制系統(tǒng)基于CAN 總線進(jìn)行通信，使調(diào)平單元融入到整個(gè)車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，適合現(xiàn)階段發(fā)射車信息集中控制發(fā)展的需要。在CAN 通信中，使用某個(gè)固定波特率的情況下，總線的通信流量是一個(gè)固定值。當(dāng)CAN 總線上設(shè)備數(shù)量過多時(shí)，總線的通信就有可能出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象。極端條件下，有可能造成錯(cuò)誤幀的出現(xiàn)。因此，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，該調(diào)平控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)CANA、CANB 兩路CAN 總線。CAN 通信模塊的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖9 所示。

圖9 CAN通信模塊的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)示意圖

車控盒與上位機(jī)之間通過CANA 進(jìn)行通信。在CANA 網(wǎng)上，上位機(jī)的ID 為0x0D，調(diào)平系統(tǒng)的ID 為0x20。通信速率設(shè)置為500 kbps。車控盒開機(jī)自檢完成后，以100 ms 周期接收/發(fā)送報(bào)文。

車控盒與水平儀、驅(qū)動(dòng)器之間通過CANB 網(wǎng)進(jìn)行通信，由于4 個(gè)驅(qū)動(dòng)器在同一路CAN 網(wǎng)上，因此分別給每個(gè)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置不同的ID，同時(shí)設(shè)置相對(duì)應(yīng)車控盒的郵箱ID，郵箱與驅(qū)動(dòng)器之間一一對(duì)應(yīng)，在CANB 通信模塊，各個(gè)設(shè)備ID 與車控盒對(duì)應(yīng)的郵箱ID 如表1 所示。

表1 CANB模塊各設(shè)備ID

車控盒與水平儀、各個(gè)驅(qū)動(dòng)器間的通信速率設(shè)置為500 kbps，車控盒開機(jī)自檢初始化完成后，以100 ms 周期接收/發(fā)送報(bào)文。

車控盒軟件初始化完成后，開始發(fā)送水平儀啟動(dòng)命令報(bào)文。在收到水平儀心跳報(bào)文后，停止發(fā)送啟動(dòng)命令報(bào)文。當(dāng)檢測(cè)到車控盒前面板功能按鍵按下時(shí)，根據(jù)驅(qū)動(dòng)器與車控盒之間的通信協(xié)議，開始周期性往CANB 網(wǎng)上發(fā)送相應(yīng)控制報(bào)文。當(dāng)車控盒接收到水平儀、驅(qū)動(dòng)器發(fā)送的報(bào)文時(shí)，開始對(duì)報(bào)文數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，解析完成后根據(jù)車控盒與上位機(jī)之間的通信協(xié)議，將當(dāng)前車體傾斜度、驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)等通過CANA 網(wǎng)反饋給上位機(jī)。

3.6 故障處理模塊

在軟件的主線程中，周期性檢測(cè)限位開關(guān)，若限位開關(guān)有效，則將故障指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)立即關(guān)斷使能；周期性檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器回告的故障碼報(bào)文，若檢測(cè)到報(bào)文中含有故障碼時(shí)，則將故障指示燈點(diǎn)亮，立即關(guān)斷使能，并將故障代碼回告給上位機(jī)；若檢測(cè)到與水平儀通信中斷，則將故障指示燈點(diǎn)亮，并將故障回告給上位機(jī)。所有的故障均可在液晶顯示屏上顯示。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證利用實(shí)物平臺(tái)進(jìn)行。調(diào)平前，打開CANTest 軟件檢測(cè)并記錄CAN 網(wǎng)上水平儀數(shù)值。為了在不同剛性平臺(tái)、不同負(fù)載情況下，基于機(jī)電式調(diào)平算法控制流程的正確性、通用性，實(shí)驗(yàn)在A 車、B 車兩種不同型號(hào)的發(fā)射車上進(jìn)行。其中，A 車整車包絡(luò)尺寸8 500 mm×2 300 mm×3 210 mm（長(zhǎng)×寬×高），整車戰(zhàn)斗全重約為16噸。B車整車包絡(luò)尺寸11 000 mm×3 000 mm×4 500 mm（長(zhǎng)×寬×高），整車戰(zhàn)斗全重約為24 噸。對(duì)A 車設(shè)置原始車體傾斜度，開始進(jìn)行“一鍵調(diào)平”。車體傾斜度變化示意圖如10 所示。

圖10 A車傾斜度變化示意圖

調(diào)平結(jié)束后，調(diào)平精度示意圖如圖11 所示。

圖11 A車調(diào)平結(jié)束后精度示意圖

由圖10 可知，最開始為觸地階段，此時(shí)X、Y數(shù)值不發(fā)生變化，在支腿觸地結(jié)束以后，開始進(jìn)入粗調(diào)階段。X、Y初始值都大于0，此時(shí)最高點(diǎn)在左前支腿，然后開始升左后、右后兩條支腿對(duì)X方向進(jìn)行調(diào)平。調(diào)平的過程中Y的符號(hào)位發(fā)生變化，相應(yīng)的最高點(diǎn)也隨之發(fā)生變化，此時(shí)開始重新判斷最高點(diǎn)，對(duì)X方向進(jìn)行調(diào)平。X數(shù)值小于0.2°以后，開始對(duì)Y方向進(jìn)行調(diào)平。重復(fù)此步驟，直到X、Y數(shù)值都小于0.2°以后，調(diào)平進(jìn)入細(xì)調(diào)階段開始微調(diào)，此時(shí)X、Y數(shù)值進(jìn)行微小震蕩。當(dāng)判斷X、Y數(shù)值都小于0.05°以后，初次調(diào)平結(jié)束。驅(qū)動(dòng)器開始切換轉(zhuǎn)矩模式，以排除“虛腿”現(xiàn)象，發(fā)送轉(zhuǎn)矩控制指令的過程中，水平儀數(shù)值發(fā)生微小變化。由圖11 可知，驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)矩指令執(zhí)行到位以后，可以判斷出調(diào)平精度仍然在0.05°以內(nèi)，即一鍵調(diào)平結(jié)束。

在B 車設(shè)置原始車體傾斜度，開始進(jìn)行一鍵調(diào)平。車體傾斜度變化示意圖如12 所示。

圖12 B車傾斜度變化示意圖

初次調(diào)平結(jié)束后，驅(qū)動(dòng)器切換為轉(zhuǎn)矩模式，車控盒發(fā)送轉(zhuǎn)矩控制指令后，車體傾斜度變化曲線如圖13 所示。

圖13 B車傾斜度變化曲線圖

調(diào)平結(jié)束后，精度示意圖如圖14 所示。

圖14 B車調(diào)平結(jié)束后精度示意圖

由圖12 可知，最開始為觸地階段，此時(shí)X、Y數(shù)值不發(fā)生變化，在支腿觸地結(jié)束以后，開始進(jìn)入粗調(diào)階段。由于受到車體剛性的影響，在支腿上升的過程中，車體抖動(dòng)幅度較大，水平儀的角度值波動(dòng)較為明顯。觸地后，先判斷最高點(diǎn)X、Y初始值都大于0，此時(shí)最高點(diǎn)在左前支腿，然后開始升左后、右后兩條支腿對(duì)X方向進(jìn)行調(diào)平。在X方向進(jìn)入0.2°以后，開始對(duì)Y方向進(jìn)行調(diào)平。重復(fù)這個(gè)步驟，當(dāng)判斷X、Y數(shù)值都小于0.05°以后，初次調(diào)平結(jié)束，驅(qū)動(dòng)器開始切換轉(zhuǎn)矩模式，以排除“虛腿”現(xiàn)象。由圖13 可知，車控盒發(fā)送轉(zhuǎn)矩控制指令的過程中，水平儀數(shù)值發(fā)生震蕩。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)矩指令執(zhí)行到位以后，兩次檢測(cè)到水平儀數(shù)值不滿足精度要求，因此，驅(qū)動(dòng)器開始切換速度模式，重復(fù)粗調(diào)階段、細(xì)調(diào)階段，當(dāng)判斷X、Y數(shù)值都小于0.05°以后，再次切換轉(zhuǎn)矩模式，直到滿足精度要求為止。由圖14 可知，經(jīng)兩次轉(zhuǎn)矩模式切換，最終調(diào)平的精度在0.05°以內(nèi)，滿足精度要求。

5 結(jié)束語

該自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)基于機(jī)電式驅(qū)動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試運(yùn)行，該系統(tǒng)調(diào)平的時(shí)間小于1 min，調(diào)平精度在3′以內(nèi)，滿足作戰(zhàn)性能指標(biāo)要求。由于系統(tǒng)在檢測(cè)到4 條支腿都初步觸地后，采用雙門限評(píng)判法，并在調(diào)平后用驅(qū)動(dòng)器力矩模式進(jìn)行受力檢測(cè)，很好的避免了某條支腿“虛地”現(xiàn)象。該機(jī)電式自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)反應(yīng)靈敏、調(diào)平精度高、后期維護(hù)保養(yǎng)方便，能適應(yīng)各種極端環(huán)境，不僅可用于發(fā)射車調(diào)平，而且對(duì)其他需要調(diào)平的系統(tǒng)和裝置也有應(yīng)用價(jià)值，具有通用性。