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自动调平平台结构及控制系统设计研究
吴小芳 刘小明 2022/5/23 19:19:32
（江苏省丹阳中等专业学校，江苏 镇江 212300）
摘 要：为了改善自动调平技术性能，本文以平台结构作为改进突破口，提出新的平台结构设计方案。以强化支撑为目的，结合平台调平控制需求，设计控制系统总体架构。通过单独计算各个电杆的控制角度，下达控制作业命令。测试结果表明，本控制系统能够较为准确地调平平台，可以作为平台自动调平控制设计参考依据。
关键词：控制系统；自动调平平台；单片机
Research on structure and control system design of automatic leveling platform
Wu Xiaofang Liu Xiaoming
(Jiangsu Danyang secondary vocational school, Zhenjiang, Jiangsu, 212300)
Abstract: in order to improve the performance of automatic leveling technology, this paper takes the platform structure as the improvement breakthrough, and puts forward a new platform structure design scheme. In order to strengthen the support, combined with the platform leveling control requirements, the overall architecture of the control system is designed. The control angle of each electric pole is calculated separately to issue the control operation command. The test results show that the control system can level the platform accurately and can be used as a reference for the design of automatic leveling control of the platform.
Key words: control system; Automatic leveling platform; singlechip
近年来，自动化调平技术的应用领域逐渐扩大，成为了各类设备稳定运行的重要控制技术[1]。通过开发自动调平控制系统，有助于降低设备控制程序的复杂程度，并且可以在一定程度上降低设备的操作技术水平，对岗位技术人员的操作能力有所降低[2]。为了增加此方面的科研成果，我国尝试开发一种自动调平系统，利用调平平台，对设备作业状态加以调平控制。目前，该研究项目仍然停留在研究阶段，尚未形成完整的系统设计方案，本文尝试从自动调平平台的机械结构及作业原理出发，提出新的调平控制系统设计研究。
1 自动调平平台机械结构及作业原理
自动调平平台中含有3种支撑模式，每种支撑模式的支撑点数量不同[3]。目前，已经开发的这3种支撑模式各自存在缺点，主要体现在抗倾覆能力薄弱、平台侧翻可能性较大、几何问题较大、结构设计计算量较大4个方面。为了弥补这些设计方案的不足，本文提出一种新的自动调平平台机械结构设计方案，如图1所示。
1-上平台；2-电杆I；3-下平台；4-电杆II；5-虚固定杆；6-电杆III
图1 自动调平平台机械结构
该平台通过打造上平面，达到提高结构稳定性的目的。利用4个球铰作为支撑点，在不同图中不同位置布设，将架构支撑起来。采用移动副方式，将下平台与虚固定杆连接到一起，同时借助铰链，将下平台、虚固定杆、电杆III、电杆II（电动推杆）连接到一起，定义为X轴。虚固定杆与电杆I的连接中线，在本结构中定义为Y轴，该连接线路与下平台的连接，借助铰链完成连接。本结构中的原点定义为X轴与Y轴的交点，自动调平平台的自由度设置为3。
该平台运用3个电杆实现自动调平，当其均沿着相同的方向运动时，以上平台作为调节对象，通过增加该平台的高度，完成自动调平。其中，上平台调节高度就是Z轴方向对应的高度。以X轴为中心进行旋转时，通过俯仰调平作业，同时调（未完，下一页）
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