專利名稱:一種特種車輛分布式自動調(diào)平裝置輪詢控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種分布式輪詢控制方法,具體地說是一種特種車輛分布式自動調(diào)平裝置輪詢控制方法。
背景技術(shù):
特種車輛主要是指適用于部隊、新聞、石油、衛(wèi)生、旅游、消防救護、地震指揮等行業(yè)的專用車輛。近年以來,我國經(jīng)濟發(fā)展迅速,人們對生活質(zhì)量和社會保障的要求快速提高,特種車輛相關(guān)技術(shù)的研發(fā)也日益受到科技工作者的重視。自動調(diào)平系統(tǒng)作為特種車輛的一項重要控制技術(shù),已引起了汽車電子研發(fā)機構(gòu)的廣泛關(guān)注?,F(xiàn)有的車輛自動調(diào)平系統(tǒng)大多采用傾角、壓力、行程等傳感器來采集車輛的各種狀態(tài)信息,借助集中式的微處理器,利用復(fù)雜的控制方法來實現(xiàn)車輛的自動調(diào)平。這種控制技術(shù)相對來說,已實現(xiàn)車輛傾斜程度、各千斤頂支撐情況、電機驅(qū)動電流、千斤頂行程大小等實時信息的精確采集,具有調(diào)平精度較高、調(diào)平速度較快等特點,但也存在可靠性差、擴展性差等缺點一旦微處理器系統(tǒng) 出現(xiàn)了異常故障,整個自動調(diào)平系統(tǒng)則無法正常工作,更為嚴(yán)重的將導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰而導(dǎo)致意外;特種車輛支腿數(shù)不相同,有些具有4個支腿,有些具有6個支腿,如果一旦支腿數(shù)量發(fā)生變化,自動調(diào)平系統(tǒng)將無法適用,因此無法進行簡單有效的系統(tǒng)擴展。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種特種車輛分布式自動調(diào)平系統(tǒng)輪詢控制方法,它不具有集中式的微處理器,自動調(diào)平控制方法不采用集中式的控制方法,而是由每個支腿的獨立微處理器協(xié)作來完成自動調(diào)平控制。本發(fā)明采用的技術(shù)方案的步驟如下
步驟I)傾角采集器和各支腿控制器啟動,支腿控制器處于“調(diào)平準(zhǔn)備”狀態(tài),等待接收數(shù)據(jù),傾角采集器發(fā)送單片機程序預(yù)設(shè)的支腿數(shù)#到RS485總線上,所有支腿控制器接收支腿數(shù)#并存儲在E2PROM,然后進入于“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài),然后進入步驟2);
步驟2)遙控裝置發(fā)送自動調(diào)平啟動指令,操控裝置接收到無線遙控信號,發(fā)送給傾角采集器自動調(diào)平啟動指令,然后進入步驟3);
步驟3)傾角采集器發(fā)送啟動指令到RS485總線上,所有支腿控制器接收到“調(diào)平開始”指令后,進入“傾角等待”狀態(tài),同時啟動定時器的定時時間為Tl,等待Tl時間未收到傾角采集器的傾角數(shù)據(jù),則發(fā)送“傾角更新”指令,然后循環(huán)等待傾角信息,然后進入步驟4);步驟4)傾角采集器采集特種車輛當(dāng)前的二維傾角值,然后發(fā)送二維傾角值到RS485總線上,然后進入步驟5)
步驟5)所有支腿控制器接收當(dāng)前的二維傾角值,然后進入“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài),然后進入步驟6);
步驟6)所有支腿控制器執(zhí)行“水平判斷”算法,判斷是否已經(jīng)調(diào)平;如果傾角數(shù)據(jù)未滿足調(diào)平條件則進入第步驟7)步;如果傾角數(shù)據(jù)已經(jīng)滿足了調(diào)平條件,則進入步驟6. I);步驟6. I)所有支腿控制器執(zhí)行“最低角度判斷”算法,然后進入(6. 2);
步驟6. 2)最低角度支腿控制器執(zhí)行“是否執(zhí)行過異常調(diào)平判斷”算法,然后進入6. 3);步驟6. 3)如果未執(zhí)行過異常調(diào)平,最低角度支腿控制器發(fā)送“調(diào)平成功”指令;如果執(zhí)行過異常調(diào)平,最低角度支腿控制器發(fā)送“調(diào)平完成”指令,然后進入步驟6. 4);
步驟6. 4)所有支腿控制器進入休眠狀態(tài),然后進入步驟6. 5);
步驟6. 5)傾角采集器接收到“調(diào)平成功”或“調(diào)平完成”后,通告操控裝置進行自動調(diào)平結(jié)果顯示;
步驟7)所有支腿控制器執(zhí)行“故障判斷”算法,判斷原始傾角值與當(dāng)前傾角值之差,然后進入步驟8);
步驟8)如果傾角變化值是否低于閾值,進入步驟9);如果傾角變化值是否高于閾值,進入步驟10);
步驟9)所有支腿控制器執(zhí)行“正常調(diào)平”算法,判斷是否最低高度支腿,如果是最低高度支腿控制器,執(zhí)行支腿伸動作;如果不是最低高度支腿控制器,無動作,進入“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài),然后進入步驟11);
步驟10)所有支腿控制器執(zhí)行“異常調(diào)平”算法,判斷是否最高高度支腿,如果是最高高度支腿控制器,執(zhí)行支腿縮動作;如果不是最高高度支腿控制器,無動作,進入“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài),然后進入步驟11);
步驟11)動作執(zhí)行支腿的支腿控制器動作完畢后,發(fā)送“動作完成”指令給傾角采集器,然后進入接收等待狀態(tài);
步驟12)若遙控裝置發(fā)送自動調(diào)平停止指令,操控裝置接收到無線遙控信號,發(fā)送給傾角采集器自動調(diào)平停止指令,然后進入步驟13);
步驟13)傾角采集器發(fā)送“調(diào)平停止”指令到RS485總線上,所有支腿控制器接收到“調(diào)平停止”指令后,停止所有執(zhí)行算法,進入接收等待狀態(tài)。與背景技術(shù)相比,本發(fā)明具有的有益效果是
I)采用了分布式支腿調(diào)平控制方式,提高了自動調(diào)平的可靠性。2)采用了分布式支腿調(diào)平控制方式,提高了自動調(diào)平系統(tǒng)對支腿數(shù)的依賴性。3)調(diào)平方式更為靈活多樣,可以控制支腿下行或上行。4)調(diào)平結(jié)果報告清晰明確,調(diào)平不成功也會自動實現(xiàn)次佳調(diào)平狀態(tài),并報告調(diào)平完成。
圖I是本發(fā)明特種車輛支腿支撐情況示意圖(支腿數(shù)#=6)。圖2是本發(fā)明特種車輛自動調(diào)平分布式控制系統(tǒng)原理框圖。圖3是本發(fā)明特種車輛自動調(diào)平系統(tǒng)輪詢控制方法流程框圖。圖4是本發(fā)明特種車輛支腿為#=4時水平傾角Θ X、Θ y示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖I所示,特種車輛停止在一個存在傾斜度的支撐面上,共有6支架(支架1,支架2,支架3,支架4,支架5,支架6),支架對稱固定于車輛鋼橫梁,每個支架上安裝有支腿控制器,車身上裝有傾角采集器。如圖I、圖2所示,本發(fā)明涉及的特種車輛分布式自動調(diào)平裝置由遙控裝置、操控裝置、傾角采集器、N個支腿控制器、N個電機控制器、N個電動千斤頂組成(圖2中N為6個)。本發(fā)明涉及的遙控裝置與操控裝置之間無線信號連接;操控裝置與傾角采集器之間信號連接;傾角采集器與六個支腿控制器之間RS485總線連接,每個支腿控制器的RX線與傾角采集器的RX線連接,每個支腿控制器的TX線與傾角采集器的TX線連接;支腿控制器與電機控制器信號連接,電機控制器與電動千斤頂信號連接;傾角采集器和N個支腿控制器的電源正端接到特種車輛供電的正極,傾角采集器和N個支腿控制器的電源負端接到特種車輛供電的負極。由于支腿控制器是互相獨立的,各自的工作狀態(tài)不會相互影響,因此整體系統(tǒng)的可靠性更高。支腿數(shù)變化后,支腿控制器程序無需更改,只需要更改傾角采集器內(nèi)程序的支腿變量,因此可擴展性也更強。
如圖3所示,本發(fā)明主要涉及支腿控制器與傾角采集器之間的輪詢調(diào)平控制方法,主要包含以下步驟
(I)傾角采集器和各支腿控制器啟動。支腿控制器處于“調(diào)平準(zhǔn)備”狀態(tài),等待接收數(shù)據(jù)。傾角采集器發(fā)送單片機程序預(yù)設(shè)的支腿數(shù)# (N=4或6)到RS485總線上,所有支腿控制器接收支腿數(shù)N并存儲在E2PROM,然后進入于“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài)。然后進入步驟(2 )。(2)遙控裝置發(fā)送自動調(diào)平啟動指令,操控裝置接收到無線遙控信號,發(fā)送給傾角采集器自動調(diào)平啟動指令。然后進入步驟(3)。(3)傾角采集器發(fā)送啟動指令到RS485總線上,所有支腿控制器接收到“調(diào)平開始”指令后,進入“傾角等待”狀態(tài)。同時啟動定時器Tl,等待Tl時間未收到傾角采集器的傾角數(shù)據(jù),則發(fā)送“傾角更新”指令,然后循環(huán)等待傾角信息。然后進入步驟(4)。(4)傾角采集器采集特種車輛當(dāng)前的二維傾角值,然后發(fā)送二維傾角值到RS485總線上。然后進入步驟(5)。(5)所有支腿控制器接收當(dāng)前的二維傾角值,然后進入“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài)。然后進入步驟(6)。(6)所有支腿控制器執(zhí)行“水平判斷”算法,判斷是否已經(jīng)調(diào)平。如果傾角數(shù)據(jù)未滿足調(diào)平條件則進入步驟(7);如果傾角數(shù)據(jù)已經(jīng)滿足了調(diào)平條件,則進入步驟(6. I)。(6. I)所有支腿控制器執(zhí)行“最低角度判斷”算法,然后進入步驟(6. 2);
(6. 2)最低角度支腿控制器執(zhí)行“是否執(zhí)行過異常調(diào)平判斷”算法,然后進入步驟(6. 3);
(6. 3)如果未執(zhí)行過異常調(diào)平,最低角度支腿控制器發(fā)送“調(diào)平成功”指令;如果執(zhí)行過異常調(diào)平,最低角度支腿控制器發(fā)送“調(diào)平完成”指令,然后進入步驟(6. 4);
(6. 4)所有支腿控制器進入休眠狀態(tài),然后進入步驟(6. 5);
(6. 5)傾角采集器接收到“調(diào)平成功”或“調(diào)平完成”后,通告操控裝置進行自動調(diào)平結(jié)果顯不。(7)所有支腿控制器執(zhí)行“故障判斷”算法,判斷原始傾角值與當(dāng)前傾角值之差。然后進入步驟(8)。(8)如果傾角變化值是否低于閾值,進入步驟(9);如果傾角變化值是否高于閾值,進入步驟(10)。(9)所有支腿控制器執(zhí)行“正常調(diào)平”算法,判斷是否最低高度支腿,如果是最低高度支腿控制器,執(zhí)行支腿伸動作;如果不是最低高度支腿控制器,無動作,進入“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài)。然后進入步驟(U)。( 10)所有支腿控制器執(zhí)行“異常調(diào)平”算法,判斷是否最高高度支腿,如果是最高高度支腿控制器,執(zhí)行支腿縮動作;如果不是最高高度支腿控制器,無動作,進入“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài)。然后進入步驟(11)。(11)動作執(zhí)行支腿的支腿控制器動作完畢后,發(fā)送“動作完成”指令給傾角采集器,然后進入接收等待狀態(tài)。(12)若遙控裝置發(fā)送自動調(diào)平停止指令,操控裝置接收到無線遙控信號,發(fā)送給傾角采集器自動調(diào)平停止指令。然后進入步驟(13)。 (13)傾角采集器發(fā)送“調(diào)平停止”指令到RS485總線上,所有支腿控制器接收到“調(diào)平停止”指令后,停止所有執(zhí)行算法,進入接收等待狀態(tài)。補充說明
(1)如圖4所示,本發(fā)明的支腿控制器執(zhí)行的“水平判斷”算法如下當(dāng)θx<0. 01度和Θ y〈0. 01度兩個條件同時滿足時,“水平判斷”算法判斷結(jié)果為已經(jīng)調(diào)平;否者,“水平判斷”算法判斷結(jié)果為未調(diào)平;
(2)本發(fā)明的支腿控制器執(zhí)行的“故障判斷”算法如下記錄調(diào)平執(zhí)行過程前一周期傾角采集器所得的二維傾角數(shù)據(jù)ΘΧ1,eyi和后一周期傾角采集器所得的二維傾角數(shù)據(jù)θ χ2, Θ y2,如果當(dāng)θ χ2< θ χ1和θ Υ2< Θ yl這兩個條件有一個滿足時,“故障判斷”算法判斷結(jié)果為未故障;否者,“故障判斷”算法判斷結(jié)果為出現(xiàn)故障。(3)如圖4所示,本發(fā)明的支腿控制器執(zhí)行的“最低角度判斷”算法如下當(dāng)θ χ>0度和Θ y>0度兩個條件同時滿足時,“最低角度判斷”算法判斷支腿I為最低支腿,支腿4為
最聞支腿。( 4 )本發(fā)明的支腿控制器執(zhí)行的“正常調(diào)平”算法指得是驅(qū)動電機正轉(zhuǎn),執(zhí)行支腿伸動作,通過逐步增加支腿長度使得傾角采集器所得的二維傾角數(shù)據(jù)ΘΧ和Gy盡量小,最后通過“水平判斷”算法判斷結(jié)果為已經(jīng)調(diào)平。( 5 )本發(fā)明的支腿控制器執(zhí)行的“異常調(diào)平”算法指得是驅(qū)動電機反轉(zhuǎn),執(zhí)行支腿縮動作,通過逐步減少支腿長度使得傾角采集器所得的二維傾角數(shù)據(jù)ΘΧ和Gy盡量小,最后通過“水平判斷”算法判斷結(jié)果為已經(jīng)調(diào)平。(6)傾角采集器負責(zé)維護定時器T2和T3。若T2時間內(nèi)未收到任何支腿控制器的數(shù)據(jù)指令,則發(fā)送“傾角數(shù)據(jù)”到RS485總線上。若T3時間內(nèi)未收到任何支腿控制器的數(shù)據(jù)指令,則發(fā)送“調(diào)平失敗”指令給操控裝置。定時器Tl、T2和T3的定時時間值可根據(jù)特種車輛配重進行調(diào)節(jié)。(7)本發(fā)明的支腿控制器判斷最低高度支腿和最高高度支腿的算法中,可以根據(jù)支腿數(shù)的不同自行選擇控制算法,目前支持支腿數(shù)N=4或者N=6的情況。(8)由于RS485采用的是半雙工通信方式,因此傾角采集器和所有支腿控制器在發(fā)送完指令或執(zhí)行完算法后,立刻進入接收等待狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種特種車輛分布式自動調(diào)平裝置輪詢控制方法,其特征在于該方法的步驟如下步驟I)傾角采集器和各支腿控制器啟動,支腿控制器處于“調(diào)平準(zhǔn)備”狀態(tài),等待接收數(shù)據(jù),傾角采集器發(fā)送單片機程序預(yù)設(shè)的支腿數(shù)#到RS485總線上,所有支腿控制器接收支腿數(shù)#并存儲在E2PROM,然后進入于“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài),然后進入步驟2); 步驟2)遙控裝置發(fā)送自動調(diào)平啟動指令,操控裝置接收到無線遙控信號,發(fā)送給傾角采集器自動調(diào)平啟動指令,然后進入步驟3);步驟3)傾角采集器發(fā)送啟動指令到RS485總線上,所有支腿控制器接收到“調(diào)平開始”指令后,進入“傾角等待”狀態(tài),同時啟動定時器的定時時間為Tl,等待Tl時間未收到傾角采集器的傾角數(shù)據(jù),則發(fā)送“傾角更新”指令,然后循環(huán)等待傾角信息,然后進入步驟4);步驟4)傾角采集器采集特種車輛當(dāng)前的二維傾角值,然后發(fā)送二維傾角值到RS485總線上,然后進入步驟5) 步驟5)所有支腿控制器接收當(dāng)前的二維傾角值,然后進入“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài),然后進入步驟6); 步驟6)所有支腿控制器執(zhí)行“水平判斷”算法,判斷是否已經(jīng)調(diào)平;如果傾角數(shù)據(jù)未滿足調(diào)平條件則進入第步驟7)步;如果傾角數(shù)據(jù)已經(jīng)滿足了調(diào)平條件,則進入步驟6. I);步驟6. I)所有支腿控制器執(zhí)行“最低角度判斷”算法,然后進入(6. 2); 步驟6. 2)最低角度支腿控制器執(zhí)行“是否執(zhí)行過異常調(diào)平判斷”算法,然后進入6. 3);步驟6. 3)如果未執(zhí)行過異常調(diào)平,最低角度支腿控制器發(fā)送“調(diào)平成功”指令;如果執(zhí)行過異常調(diào)平,最低角度支腿控制器發(fā)送“調(diào)平完成”指令,然后進入步驟6. 4); 步驟6. 4)所有支腿控制器進入休眠狀態(tài),然后進入步驟6. 5); 步驟6. 5)傾角采集器接收到“調(diào)平成功”或“調(diào)平完成”后,通告操控裝置進行自動調(diào)平結(jié)果顯示; 步驟7)所有支腿控制器執(zhí)行“故障判斷”算法,判斷原始傾角值與當(dāng)前傾角值之差,然后進入步驟8); 步驟8)如果傾角變化值是否低于閾值,進入步驟9);如果傾角變化值是否高于閾值,進入步驟10); 步驟9)所有支腿控制器執(zhí)行“正常調(diào)平”算法,判斷是否最低高度支腿,如果是最低高度支腿控制器,執(zhí)行支腿伸動作;如果不是最低高度支腿控制器,無動作,進入“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài),然后進入步驟11); 步驟10)所有支腿控制器執(zhí)行“異常調(diào)平”算法,判斷是否最高高度支腿,如果是最高高度支腿控制器,執(zhí)行支腿縮動作;如果不是最高高度支腿控制器,無動作,進入“數(shù)據(jù)等待”狀態(tài),然后進入步驟11); 步驟11)動作執(zhí)行支腿的支腿控制器動作完畢后,發(fā)送“動作完成”指令給傾角采集器,然后進入接收等待狀態(tài); 步驟12)若遙控裝置發(fā)送自動調(diào)平停止指令,操控裝置接收到無線遙控信號,發(fā)送給傾角采集器自動調(diào)平停止指令,然后進入步驟13); 步驟13)傾角采集器發(fā)送“調(diào)平停止”指令到RS485總線上,所有支腿控制器接收到“調(diào)平停止”指令后,停止所有執(zhí)行算法,進入接收等待狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特種車輛分布式自動調(diào)平系統(tǒng)輪詢控制方法。傾角采集器接收到用戶的自動調(diào)平啟動指令時,發(fā)送調(diào)平開始指令,串接在RS485總線上的所有支腿控制器接收到指令,互相輪詢支腿調(diào)平控制權(quán)以實現(xiàn)協(xié)作調(diào)平;傾角采集器接收到用戶的自動調(diào)平停止指令時,發(fā)送調(diào)平停止指令,所有支腿控制器接收到指令后,停止輪詢支腿調(diào)平控制權(quán)并進入休眠狀態(tài)。由于傾角采集器只負責(zé)采集二維傾角信息和與各支腿控制器之間的數(shù)據(jù)通信,因此不會被電機驅(qū)動干擾,系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性更高。本發(fā)明提高了自動調(diào)平的可靠性;降低了自動調(diào)平系統(tǒng)對支腿數(shù)的依賴性;調(diào)平方式更為靈活多樣,可以控制支腿下行或上行;調(diào)平不成功也會自動實現(xiàn)次佳調(diào)平狀態(tài)。
文檔編號G05B19/418GK102929239SQ20121041627
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者王國忠, 張繼剛, 蔡文郁, 楊海波 申請人:杭州恒宏機械有限公司