白云（太和镇、钟落潭镇，人和镇， 江高镇）高空车出租       高空车建立闭环控制系统的优势？   高空车在作业过程中往往会遇到一些特殊工况，如当要在某一竖直平面进行作业时，通常需要同时操纵作业臂伸缩和变幅2个控制手柄，通过复合动作来实现工作平台的竖直升降，使工作人员劳动强度增大、作业效率降低，同时，如果复合动作协调不好还会有安全隐患。针对上述工况，本文提出工作平台竖直爬升运动的自动控制策略，只需操纵变幅手柄，即可实现作业臂伸缩和变幅的联动，完成操作平台的竖直爬升。

         以27m自行直臂式高空车为例。为作业臂与转台铰点，A为变幅液压缸与转台铰点，B为变幅液压缸与大臂铰点，D为工作平台运动轨迹点，OA和OB长度已知，c是变幅液压缸长度，L是作业臂OD的长度，R为作业初始位置时作业臂铰点到作业平面的垂直距离，变幅液压缸与作业臂的夹角，∠EOF为作业臂变幅角度的范围，vb是变幅缸活塞杆运动速度，是工作平台伸缩方向速度，vs2是工作平台切向线速度，vs是工作平台沿竖直方向的运动速度。分析可知，欲使工作平台垂直运动，则工作平台伸缩方向速度vs1和切向线速度应满足关系式。高空车作业时，工作平台的运动速度由作业臂伸缩油缸速度和变幅油缸速度vb控制。根据本文研究对象的高空车作业臂的伸缩结构，伸缩油缸的运动速度为作业臂末端伸缩速度之半，因此可以得到结论：只要控制作业臂伸缩油缸速度vc和变幅油缸速度，使二者满足公，即可实现工作平台的竖直爬升。该高空车作业臂全伸时臂长22.5m，缩回时臂长11.6m，作业臂伸缩速度不能超过0.143m/s，工作平台随作业臂变幅产生的最大速度为0.387m/s，运动速度比较低。

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          为实现工作平台的竖直爬升，提出控制方案：首先打开竖直爬升拨子开关，系统进入竖直爬升功能模式，通过变幅手柄控制变幅油缸的运动速度，同时，控制器会实时采集变幅油缸速度和作业臂倾角，并计算出伸缩油缸运动速度的目标期望值，通过与反馈的伸缩油缸实际速度进行比较，调节比例流量阀改变系统流量，实现伸缩油缸运动速度的随动变化，最终实现竖直爬升。其中，变幅油缸的运动速度由安装于油缸内的速度传感器实时采集；作业臂变幅角度由安装于臂架上的倾角传感器实时采集；距离由控制器根据作业臂初始角度和长度计算求得，并存储到寄存器，当拨子开关复位后，R即被清零。作业臂伸缩控制系统的数学建模作业臂的伸缩动作是由比例流量阀和液压缸组成的阀控缸系统实现的，作业臂完成竖直爬升工况的关键因素是伸缩油缸的运动速度能快速、稳定、准确地跟随目标期望值变化，因此建立闭环控制系统。

              阀控液压缸系统传递函数的确定。工作平台上升和下降运动状态，分别对应伸缩液压缸的伸出与缩回，由于两种工况的控制机理相同，本文以作业臂伸出运动为例进行分析计算，建立系统数学模型。（1）液压缸流量连续性方程。伸缩液压缸的液压原理。分析可知，液压缸两腔压力近似相等，即控制电流_+电流（伸缩缸速度期望值）（伸缩缸速度实测值）流量速度伸缩缸。由于液压缸有杆腔液压油流回无杆腔，可得阀出口流量。（2）液压缸和负载的力平衡方程。—活塞及负载折算到活塞上的总质量，—活塞及负载的粘性阻尼系数，—作用在活塞上的任意外负载力。（3）比例流量阀的流量方程。 —比例流量阀流量变化值，—比例流量阀控制电流变化值，—增益（流量阀厂家提供值），）是阀控液压缸系统的3个基本方程，在初始条件为零的条件下进行拉普拉斯变换。联立可以求得液压缸输出速度。 

              该高空车作业臂伸缩液压系统的主要参数。根据以上给定参数，可计算出：（1）液压缸等效容积；（2）液压缸活塞杆面积；（3）液压系统固有频率；（4）液压系统阻尼比。因此，可以确定作业臂伸缩油缸伸出时的运动速度与控制电流的传递函数。采用相同分析方法，可以得到伸缩油缸回缩时的运动速度与控制电流的传递函数。

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