发射平台液压调平控制系统型谱研究

◎北京航天发射技术研究所 路世奇 李玉顺 吴建胜

发射平台液压调平控制系统型谱研究

◎北京航天发射技术研究所 路世奇 李玉顺 吴建胜

液压调平控制系统在北京航天发射技术研究所型号发射平台上有着广泛的应用，其主要由比例液压阀组、机械锁紧调平支腿、液压油源、调平控制器、双轴水平倾角传感器、压力传感器、支腿位置传感器、液压管路和电缆网系统等组成，主要功能是根据发射平台指标要求实现在规定方位上的调平。

调平控制系统产品化重组以梳理现有调平控制系统为基础，按照完善产品型谱建设思路来分析调平控制系统的主要功能和调平控制模式，以及根据调平控制系统中的产品和控制策略确定产品化工作方向，并对产品进行统型归类确定几种基本调平模式，以便于实现未来产品的快速设计要求。

为此，笔者在对研究所液压调平控制系统的产品需求、技术现状等进行归纳梳理的基础上，对典型调平控制系统功能、调平控制方式影响因素进行了分析，并确定了调平控制系统的基本型，制定了发射平台调平控制系统型谱，进而为后续调平控制系统产品化重组提供了依据。

一、发展需求及技术现状分析

调平控制技术是以控制策略及特种平台支腿为核心，用水平传感器检测发射平台的水平姿态状态，用压力传感器检测支腿的有效触地，用位移传感器检测支腿的伸出状态、控制平台支腿的动作，并依据调平控制策略实现发射平台的快速、自动调平，同时利用机械锁紧技术（或液压锁紧技术）在规定时间维持平台调平姿态。

调平技术主要用于特种车辆、工程机械及其它需要调平的车辆，有采用伺服阀控制调平支腿的液压回路，也有许多厂家采用更加廉价的比例阀或数字阀来控制调平支腿，但效果基本一致。目前，研究所调平技术主要分两点、三点、四点，分触地调平和离地调平，不论哪种调平都不强调一次调平，基本都是多次完成调平。尽管研究所在自动调平技术方面积累了多项特色技术，但仍追赶不上调平技术的发展速度，在调平精度和时间、系统的安全性及可维修性、节能环保等方面没有绝对优势。

1．发展需求

一是加速调平系统的模块化、通用化，主要是针对发射平台调平技术需求，根据调平模式和功能要求制定调平回路与调平控制策略的模块化及通用化，实现调平控制系统的快速开发，提高产品成熟度。

二是在自动调平过程中，由于操作者的视线被车体阻挡，只能通过车体的倾斜角度和支腿到位传感器来判断支腿是否正常动作。然而，支腿到位检测存在很大的测试盲区，且支腿正是在这些行程区域内完成调平动作。因此，需要提高系统的安全性和可靠性，避免因某个支腿误动作而造成事故的发生。

2．技术指标

调平控制系统的主要技术指标包括:支腿起升载荷、起升调平时间、调平精度、调平保持精度等。一般根据发射平台调平精度、起升载荷、锁定载荷、接口及布置、对地比压、起升高度等要求总体下发研制任务书，再由液压专业对任务书指标进行分析确认，选定合适的支腿形式，同时确定功率、压力、流量及各支腿参数，最后根据选定的支腿和油源及布置要求拟定合适调平回路控制阀块。利用液压自动调平方案，在电控系统的配合下可实现发射平台的自动一键式调平，车体扭曲小，调平时间短、精度高。

3．调平控制方式影响因素

目前，从研究所产品调平控制系统特点来看，调平控制系统从硬件组成和控制方法上均有差异，每次有新产品研制时需要重新开发调平控制系统，造成资源浪费。从根本上来看，影响调平控制系统设计的主要因素有2类:第一类是由总体指标所决定，包括调平方位、调平精度、锁紧时间要求、调平时间、发射平台吨位等；第二类是液压系统内部可控制的因素，包括4个支腿同时或交替起升、调平基准、连续或点动调平、粗调精调或等流量调平、控制回路、油源形式、触地判断、位移传感器数量形式、支腿形式等。

根据影响调平控制系统的两大类因素可以看出，影响调平控制系统重组分类的最核心的因素是调平回路组成、调平方位、支腿形式，其余因素均可通过液压系统内部优化完全达到统一，因此通过对调平控制系统组成、调平模式的梳理可以将其进行合并归类，以实现有效重组，便于后续开发应用。

二、调平控制系统基本型的确定

通过对目前研究所调平控制系统功能和特点分析，调平控制系统重组涉及调平硬件设备和调平控制策略2个方面。而对调平过程的指标要求是确定调平控制系统类型的本质因素，指标要求主要包括调平方位和调平精度，据此将调平控制系统分为2种基本型。

第一种为后支腿调平模式，其仅要求发射车在后端左右调平，前后调平没有要求或要求很宽。由于是一个方位和位置调平，触实与调平耦合较小，所以现有的调平策略完全满足要求。

第二种为多支点高精度调平模式，其不仅要求发射车前后端调平，同时要求左右调平，这类车载荷较轻，支腿触实与车体调平存在较大耦合。

三、液压调平控制系统型谱

液压调平控制系统的产品名称由“液压调平控制系统”名称和部分调平参数组成，产品命名规则如图1所示。按照该命名规则，根据以往应用情况选取第一种后支腿调平模式基本型为YHT-A-3-QG-H-10，第二种多支点高精度调平模式基本型为YHT-A-1-QHZ-10。

其中，对于支撑形式，A代表锁紧套液压缸，B代表常规液压缸支撑，C代表锁紧套和常规液压缸混合支撑（简称混合液压支腿支撑）；对于前后支腿控制形式，无代号代表4个支腿全部独立控制，HG代表2个后支腿可以沟通，QG代表2个前支腿可以沟通控制；对于调平方式，Q代表前端横向调平，H代表后端横向调平，Z代表纵向调平，多向调平可以组合，如QH,HZ,QHZ。

液压调平控制系统型谱如图2所示。

通过对北京航天发射技术研究所典型调平控制系统功能和特点分析，初步确定了液压调平控制系统为2种基型，并制定了液压调平控制型谱，提出了2种基本型的名称，从目前和后续发展的趋势来看应该满足四、五、六、七轴不同载荷发射平台的调平要求，为实现后续新研产品的快速设计开发奠定了基础。▲