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1.1背景和意义 在液压传动系统中，同步控制要求非常普遍。但是，由于液压系统的液体压缩、泄漏，负载的不均匀，摩擦阻力的差异等特点，尤其是在外载力较大和外载力不断变化及设备运动行程较大等因素的影响下，实现多个液压缸较高精度有很大困难。 目前在一些复杂的控制系统中不管是采用经典控制方法还是采用解耦控制方法，都要求建立对象的精确数学模型。而当这些模型不精确或是具有非线性、时变等特性时，它的控制效果就很难满足要求。对于这些问题的解决，通常采用自适应控制技术或者智能控制方法，它们能对一些复杂的对象进行满意的控制。调平系统就是因为它的强耦合性和强非线性，很难建立一个精确的数学模型。到目前为止很多研究人员都提出了自己的控制模型和控制方法。目前调平控制主要向智能控制的方向发展，解决由于平台非刚性形变使调平精度提高困难的问题。研究平台调平控制系统的传递函数、控制算法、控制器的设计及系统的实际性能分析具有一定的理论意义。 2.1调平方法 纵观国内外平台的调平系统，其形式是多种多样的。按支承结构方式分有三点支承调平、四点支承调平和六点支承调平；按自动化程度分有手动调平和自动调平;按执行机构分有机电式和电液式；其中三点支承调平大多采用手动调平，而四点、六点都采用自动控制。上世纪八十年代以前一般用三点支承、手动调平。随着计算机技术和控制技术的发展，目前应用微机控制已经非常普遍，一般使用单片机或PLC作为控制中心，以液压元件或机电元件作为执行机构。四点支承的电液调平系统，比如用在导弹发射车平台的调平系统和车载雷达的调平系统，都是用微机(单片机或PLC)来控制整个电液系统；而静力压桩机一般都是四点支承，其工作平台重达上百吨，调平系统采用电液伺服控制或电液比例控制。 2.2位置误差调平法 1、追逐式调平方法（最高点不动） 平台经过预支承后，一般不是水平的，因此，在有倾角的情况下，平台肯定会有一个最高点。“最高点”调平方法就是在调平时，保持最高点不动，其它支承点向上运动与之对齐，当各点达到最高点位置时平台即处于水平状态。追逐式调平方法的大致调平过程如下图。 （1）最高点的确定 为了便于建立基本的控制模型，首先我们对调平平台作如下简化假设： ①调平平台为刚性，即调平平台不存在任何形变； ②调平支腿在上下运动过程中无行程间隙； ③认为四调平支腿均已着地，即不存在“虚腿”问题，且地面有足够的硬度承载重量，即不会产生地面沉降现象。 此时调平系统退变为纯刚性系统，系统的初始状态和终了状态均为可测。对于这样的纯刚性系统，系统模型可简化为一个关于初始状态和终了状态的纯几何关系模型，在一个并联机构中，对应于平台的每一个姿态，四腿都有唯一的一组腿长。 下图为平台的倾斜示意图，其中面1234为倾斜的平台平面，面1’2’3’4’为水平状态时平台平面。 若所示平台倾斜示意图中的、为正，则可得到以下结论： 当时，1点为最高点； 当时，2点为最高点； 当时，3点为最高点； 当时，4点为最高点。 2.3 无“虚腿”的条件及“虚腿”问题的解决 讨论四点式液压刚性平台的受力情况，设调平平台的所有负载等效为重量 G，作用位置如图所示，四个液压垂直油缸的作用力为F1~F4 。平台的静平衡方程如下： 载荷示意图 其中 k1、k2 满足：k1≥? ，k2≤?。 2.4 传动方式选择 液压传动的主要优点为： 1、液压传动装置能在运行过程中进行无级调速，调速方便且调速的范围比较大，在同等功率的情况下，液压传动装置的体积小，重量轻，惯性小，结构紧凑，而且能传递较大的力或力矩。 2、液压传动装置工作比较平稳。反应快，冲击小，能高速起动、制动和换向。液压传动装置的控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，易于实现自动化。 3、液压传动装置易于实现过载保护。由于采用油液作为工作介质，液压传动装置能自行润滑，故使用寿命较长。液压传动装置由于其元件实现了系列化、标准化、通用化，故易于设计、制造和推广使用。 4、液压传动装置能很方便地实现直线运动和回转运动，液压元件的排列和布置也具有很大的机动灵活性。在液压传动装置中，出于功率损失等原因所产生的热量可由流动着的油液带走，因此，可以避免在系统某些局部部位产生过度温升现象。 液压传动的主要缺点为： 1、液压传动装置以液体为工作介质，无法避免泄漏。 2、不宜作远距离传动。 3、不宜在低温及高温条件下工作。 4、液压传动装置出现故障时不易追查原因、迅速排除。 2.5 控制器