Раздел 4

4 Разработка структурной схемы процесса горизонтирования

4.1 Обоснование параметров используемых в процессе разработки

По разработанному алгоритму системы вывешивания и горизонтирования платформы, была синтезирована структурная схема четвертого этапа алгоритма – непосредственно горизонтирования платформы (приложение А).

Структурная схема в качестве входов имеет первичные информационные параметры, измеряемые с помощью датчиков: l₁, l₂, l₃, l₄ – длины гидравлических опор (гидроцилиндров) от нижней поверхности подпятника гидроцилиндра до плоскости опорной платформы; α_x, α_y – углы наклона опорной платформы относительно горизонтальной плоскости, измеренные в двух диагональных вертикальных плоскостях платформы; p_п1, p_ш1, p_п2, p_ш2, p_п3, p_ш3, p_п4, p_ш4 – давления в поршневых и штоковых полостях гидроцилиндров опор 1–4 соответственно.

Кроме того, в алгоритме используются следующие константы: S_п, S_ш – площади поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра каждой опоры соответственно; Δα – предельная погрешность измерения углов наклона платформы; ΔR – предельная погрешность косвенного измерения силы реакции на любой из опор; R_min – минимальное предельное значение силы реакции на любой из опор (порядка 10 % от расчетной доли силы веса платформы, приходящейся на один гидроцилиндр); Δl – предельная погрешность измерения длин опор; l_{min констр} – минимальная длина отдельной гидравлической опоры, при которой шток втянут на минимально допустимую конструкцией гидроцилиндра длину; l_{max констр} – максимальная длина отдельной гидравлической опоры, при которой шток выдвинут на максимально допустимую конструкцией гидроцилиндра длину; l_{min доп} – минимальная предельно допустимая длина отдельной опоры в рабочем режиме машины; l_{max доп} – максимальная предельно допустимая длина отдельной опоры в рабочем режиме машины (рисунок 4.1).

Внутренними переменными параметрами алгоритма являются: R₁, R₂, R₃, R₄ – силы реакций на опорах 1, 2, 3, 4 соответственно; l_{max 1234} – максимальная из четырех длин гидроцилиндров в текущий момент; l_{min 1234} – минимальная из четырех длин гидроцилиндров в текущий момент.

Выходные переменные функциональной схемы с логическими элементами Q₁, Q₃, Q₅, Q₇ принимают значение 1, что соответствует выдвижению штока гидроцилиндра опор 1, 2, 3, 4 соответственно, значение 0 соответствует отсутствию выдвижения; Q₂, Q₄, Q₆, Q₈ принимают значение 1, что соответствует втягиванию штока гидроцилиндра опор 1, 2, 3, 4 соответственно, значение 0 соответствует отсутствию втягивания; Q₉ принимает значение 1, что соответствует сигналу аварийной остановки, и значение 0, соответствующее нормальной работе системы.

Рисунок 4.1 ‒ Длины гидравлических опор

На основе текущих значений первичных информационных параметров рассчитываются силы нормальных реакций на опорах R₁, R₂, R₃, R₄, определяются максимальные и минимальные длины l_{max 1234} и l_{min 1234}.

R₁, R₂, R₃, R₄ рассчитываются исходя из поршневых и штоковых площадей S_п, S_ш гидроцилиндров и давлений в поршневых и штоковых полостях:

.

l_{max 1234} и l_{min 1234} определяются на основе текущих значений l₁ l₂ l₃ l₄:

.

Затем полученные значения параметров сравниваются с константами, получаются промежуточные логические переменные со значениями 0 и 1, которые обрабатываются при помощи блоков логических операций. В результате получаются выходные переменные Q₁… Q₉, которые также принимают значения 0 и 1.

Блоки логических операций соединены таким образом, чтобы предотвратить возможность одновременного выдвижения и втягивания любой из опор (перекрестные связи), то есть выходные переменные Q₁ и Q₂, Q₃ и Q₄, Q₅ и Q₆, Q₇ и Q₈ соответственно не могут одновременно принимать значение, равное 1.