發射平臺液壓調平控制系統型譜研究

◎北京航天發射技術研究所 路世奇 李玉順 吳建勝

發射平臺液壓調平控制系統型譜研究

◎北京航天發射技術研究所 路世奇 李玉順 吳建勝

液壓調平控制系統在北京航天發射技術研究所型號發射平臺上有著廣泛的應用，其主要由比例液壓閥組、機械鎖緊調平支腿、液壓油源、調平控制器、雙軸水平傾角傳感器、壓力傳感器、支腿位置傳感器、液壓管路和電纜網系統等組成，主要功能是根據發射平臺指標要求實現在規定方位上的調平。

調平控制系統產品化重組以梳理現有調平控制系統為基礎，按照完善產品型譜建設思路來分析調平控制系統的主要功能和調平控制模式，以及根據調平控制系統中的產品和控制策略確定產品化工作方向，并對產品進行統型歸類確定幾種基本調平模式，以便于實現未來產品的快速設計要求。

為此，筆者在對研究所液壓調平控制系統的產品需求、技術現狀等進行歸納梳理的基礎上，對典型調平控制系統功能、調平控制方式影響因素進行了分析，并確定了調平控制系統的基本型，制定了發射平臺調平控制系統型譜，進而為后續調平控制系統產品化重組提供了依據。

一、發展需求及技術現狀分析

調平控制技術是以控制策略及特種平臺支腿為核心，用水平傳感器檢測發射平臺的水平姿態狀態，用壓力傳感器檢測支腿的有效觸地，用位移傳感器檢測支腿的伸出狀態、控制平臺支腿的動作，并依據調平控制策略實現發射平臺的快速、自動調平，同時利用機械鎖緊技術（或液壓鎖緊技術）在規定時間維持平臺調平姿態。

調平技術主要用于特種車輛、工程機械及其它需要調平的車輛，有采用伺服閥控制調平支腿的液壓回路，也有許多廠家采用更加廉價的比例閥或數字閥來控制調平支腿，但效果基本一致。目前，研究所調平技術主要分兩點、三點、四點，分觸地調平和離地調平，不論哪種調平都不強調一次調平，基本都是多次完成調平。盡管研究所在自動調平技術方面積累了多項特色技術，但仍追趕不上調平技術的發展速度，在調平精度和時間、系統的安全性及可維修性、節能環保等方面沒有絕對優勢。

1．發展需求

一是加速調平系統的模塊化、通用化，主要是針對發射平臺調平技術需求，根據調平模式和功能要求制定調平回路與調平控制策略的模塊化及通用化，實現調平控制系統的快速開發，提高產品成熟度。

二是在自動調平過程中，由于操作者的視線被車體阻擋，只能通過車體的傾斜角度和支腿到位傳感器來判斷支腿是否正常動作。然而，支腿到位檢測存在很大的測試盲區，且支腿正是在這些行程區域內完成調平動作。因此，需要提高系統的安全性和可靠性，避免因某個支腿誤動作而造成事故的發生。

2．技術指標

調平控制系統的主要技術指標包括:支腿起升載荷、起升調平時間、調平精度、調平保持精度等。一般根據發射平臺調平精度、起升載荷、鎖定載荷、接口及布置、對地比壓、起升高度等要求總體下發研制任務書，再由液壓專業對任務書指標進行分析確認，選定合適的支腿形式，同時確定功率、壓力、流量及各支腿參數，最后根據選定的支腿和油源及布置要求擬定合適調平回路控制閥塊。利用液壓自動調平方案，在電控系統的配合下可實現發射平臺的自動一鍵式調平，車體扭曲小，調平時間短、精度高。

3．調平控制方式影響因素

目前，從研究所產品調平控制系統特點來看，調平控制系統從硬件組成和控制方法上均有差異，每次有新產品研制時需要重新開發調平控制系統，造成資源浪費。從根本上來看，影響調平控制系統設計的主要因素有2類:第一類是由總體指標所決定，包括調平方位、調平精度、鎖緊時間要求、調平時間、發射平臺噸位等；第二類是液壓系統內部可控制的因素，包括4個支腿同時或交替起升、調平基準、連續或點動調平、粗調精調或等流量調平、控制回路、油源形式、觸地判斷、位移傳感器數量形式、支腿形式等。

根據影響調平控制系統的兩大類因素可以看出，影響調平控制系統重組分類的最核心的因素是調平回路組成、調平方位、支腿形式，其余因素均可通過液壓系統內部優化完全達到統一，因此通過對調平控制系統組成、調平模式的梳理可以將其進行合并歸類，以實現有效重組，便于后續開發應用。

二、調平控制系統基本型的確定

通過對目前研究所調平控制系統功能和特點分析，調平控制系統重組涉及調平硬件設備和調平控制策略2個方面。而對調平過程的指標要求是確定調平控制系統類型的本質因素，指標要求主要包括調平方位和調平精度，據此將調平控制系統分為2種基本型。

第一種為后支腿調平模式，其僅要求發射車在后端左右調平，前后調平沒有要求或要求很寬。由于是一個方位和位置調平，觸實與調平耦合較小，所以現有的調平策略完全滿足要求。

第二種為多支點高精度調平模式，其不僅要求發射車前后端調平，同時要求左右調平，這類車載荷較輕，支腿觸實與車體調平存在較大耦合。

三、液壓調平控制系統型譜

液壓調平控制系統的產品名稱由“液壓調平控制系統”名稱和部分調平參數組成，產品命名規則如圖1所示。按照該命名規則，根據以往應用情況選取第一種后支腿調平模式基本型為YHT-A-3-QG-H-10，第二種多支點高精度調平模式基本型為YHT-A-1-QHZ-10。

其中，對于支撐形式，A代表鎖緊套液壓缸，B代表常規液壓缸支撐，C代表鎖緊套和常規液壓缸混合支撐（簡稱混合液壓支腿支撐）；對于前后支腿控制形式，無代號代表4個支腿全部獨立控制，HG代表2個后支腿可以溝通，QG代表2個前支腿可以溝通控制；對于調平方式，Q代表前端橫向調平，H代表后端橫向調平，Z代表縱向調平，多向調平可以組合，如QH,HZ,QHZ。

液壓調平控制系統型譜如圖2所示。

通過對北京航天發射技術研究所典型調平控制系統功能和特點分析，初步確定了液壓調平控制系統為2種基型，并制定了液壓調平控制型譜，提出了2種基本型的名稱，從目前和后續發展的趨勢來看應該滿足四、五、六、七軸不同載荷發射平臺的調平要求，為實現后續新研產品的快速設計開發奠定了基礎。▲