怎么规划升降车举升系统运动??    广州升降车出租,  广州升降车, 升降车出租    举升缸各级活塞杆依次伸出时，由于活塞杆截面和负载的变化，系统易产生过大的冲击，虽然设计时可通过对加速度的合理选取，来保证多级缸的平稳伸出，但普遍存在规划时间过长的缺点，本章节从运动学和动力学的角度，综合考虑快速性和平稳性的需求，拟通过两种方案来对该问题进行探讨。

    举升系统运动学和动力学分析,  给出了举升过程中的两个状态，状态1为举升系统未启动的初始时刻，状态2是举升过程的任一时刻，O为负载的旋转中心，1O为举升缸上支点的旋转中心，2O为举升缸下支点的旋转中心，3O为负载的重心，举升到达预定位置后，此时举升缸停止运动，位移不再变化[20]。图3.1举升过程中的两个不同状态示意图为研究需要，现对举升系统中的负载和举升缸作以下假设：1）由于举升系统为空间结构，为简化分析，假设O，1O，2O和3O在一个平面内；2）举升系统为刚体结构，忽略结构间隙、安装误差、不计转动和滑动摩擦；3）负载载荷集中分布于重心；4）为简化转动惯量计算，将负载看作质量分布均匀的圆柱体。

     1）t时刻举升缸位移计算2stl(t)   st—t时刻举升缸的位移，m；l(t)—t时刻举升缸下支点到上支点的距离，即21OO’，m；2l—举升系统未启动时，举升缸下支点到上支点的距离，即12OO，m；则举升缸的速度及加速度a可有下式表示：(t)v=dsdt（3-2）22ds(t)adt,  2）举升角度的计算在21OOO中，根据余弦定理可得：3231130l(t)l2llcos，—为负载举升角度，即'11OOO，rad0—水平状态时举升支架与机架的初始夹角在图中为12OOO，rad；1l—举升缸下支点到负载回转中心距离，在图中为2OO,m；3l—举升缸上支点到负载回转中心距离，在图中为1OO；3）负载重力矩计算4Mmglcos，M—负载重力矩，N·mm—负载质量，kgg—重力加速度，m/s24l—负载重心到负载回转中心距离，即3OO，—水平状态下，负载重心和负载回转中心的连线与水平线之间的夹角，即13OOO，rad；根据三角形面积公式：2130111(t)(t)sin22OOOSlxll,  t时刻举升缸力臂计算：130sin(t)(t)llxl，x(t)—t时刻举升缸力臂，m；5）举升缸支撑力矩计算FMFtxt（3-9）式中，FM—举升缸支撑力矩，N·m；Ft—t时刻举升缸承受的负载力，N；举升系统转动微分方程:FM，J—负载和举升缸总的转动惯量，kg·m2；—负载的角加速度，rad/s2；联立上述公式可得：263041singcos(t)llFtmlJl,  解得：22413310301[Jmglcos]ll2llcosFtllsin,  假设举升过程中，负载做匀速转动，即0，此时负载力:22413301130[gcos]2cossinmlllllFtll,  已知条件：m54000kg，1l3348mm，2l2001mm，3l4871mm，4l6022mm，00.3228rad，0.2112rad，2g9.8m/s。根据公式（3-13）在Matlab中建立负载力Ft和举升角度的关系：在举升缸正常地伸出和回收过程中，由于忽略了加速度的影响，负载力变化较为平稳，同时在举升开始时负载大约为1.2106N，在举升到78°时，负载力变换方向，在举升末时刻，负载27力约为0.3106N，随着举升角度的变大，负载力一直在减小，尤其举升角度在78°的时候，负载力变向，出现负负载的状态。清楚地了解到随着举升缸的伸出，各级缸换级时的角度和负载力，有助于针对性地对举升系统进行运动规划。

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    举升系统运动规划L 1）方案一是在满足举升过程压力和流量约束的基础上，不仅要保证系统的平稳性，还需尽可能地提高举升油缸的快速性。先规划负载的运动轨迹，再通过逆运动学，得到举升缸运动轨迹。为保证举升过程的平稳性，负载的举升轨迹需要是连续的，因此，在启动、换级时速度和加速度为前一级的值。设负载运动轨迹插值函数为q()，且满足0()101/qtT，T—规划时间。将q作为自变量，0为起始位置时的角度，f为终止位置时的角度。则可用矢量的形式表示为：ftq.   基于非对称组合正弦函数的轨迹规划方法是指加速度函数是组合的正弦函数，即用不同频率的正弦函数组合而成，这样就能充分利用正弦函数的优点，以实现快速举升，缓慢停止的目的，满足举升过程的要求。非对称的轨迹规划曲线有多种比例可以选择，其中加速和减速为3:7的比例比较具有代表性，本文考虑到举升过程保持在最优时间的前提下，尽量延长减速时间，即快速运动，缓慢停止，使曲线后半部分的加速度最大值得到有效的降低。因此满足以上约束条件的轨迹插值函数，并通过Matlab仿真得到举升缸举升过程的位移曲线:，每级缸位移的斜率先增大后减小，这样就能实现快速伸出，很大程度上缩短了举升时间，而在换级前降低速度，以达到减速的目的，使得举升缸在换级的时候能够较为平稳地过渡，减小液压冲击带来的影响。

    2）方案二: 由上一节的运动学分析可知，系统工作过程中负载力随角度在不断变化，且可以计算出各级缸换级时的角度，因此方案二采用各级缸换级时角度规划的方法，来约束系统的流量变化，以满足要求。根据举升机构的运动学分析，负载从0°举升到64.5°的过程中，多级缸经过了两次换级，为保证举升时间和简化过程，系统在前两次换级过程中均保持压力和流量不变，负载从64.5°到90°之间有一次换级和一次负载力方向变化的过程，为保证在第三次换级过程中前后速度保证不变，需要通过流量连续性方程来确定换级后的流量，考虑到负载方向变化，系统会出现负负载的情况，因此需要在78°之前降低流量，来达到减速的目的，在通过负载力换向点之后，仍需要逐步降低压力和流量，使得负载可以平稳地到达举升目标位置。在回平过程中主要靠平衡阀的负载下放功能，为此根据运动学可计算出每级缸回收完成时的负载回平角度，然后对应举升缸换级时的回平角度，根据其运动规律，适当地改变流量。同原数据的仿真结果进行对比，规划后的压力和流量，不仅使仿真参数得到了简化，举升时通过规划得到仿真结果要快于原始数据；在回平过程中，仿真结果几乎一样，但经过规划后的方案二，相较而言更符合举升缸运动规律，运用换级与角度的关系，运动的规划更为准确。比较两种方案，方案一能够较快到达举升位置，且改善了系统的平稳性，然而该方案较为理想，其规划过程中，速度在不断变化，因此系统对于流量的控制，要求较高，且该过程流量的控制较为繁琐，实现该操作比较困难，而方案二在原来的设计要求上进行了改进，其仿真结果也要快于原设计，且其操作性更强。基于从实际出发，方案二根据角度变化来规划，经过该规划得到的仿真结果优于原始设计，且更符合举升缸运动规律，操作性更强，易于实现，因此本文采用方案二的设计。

    首先对负载进行运动学和动力学分析，得到负载力与举升角度的关系，且通过Matlab仿真得到的负载力变化曲线，然后采用基于非对称组合正弦函数的轨迹规划方法和基于举升角度变化的流量规划方法，两种方案中举升时间都优于原设计，从实际出发，通过比较，方案一的流量控制较为理想，实现该操作较为繁琐，方案二优于原方案的设计参数，易于实现，故采用方案二的设计。

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