大型板类零件自动调整装置的控制系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及安装与控制技术领域，尤其涉及一种大型板类零件自动调整装置的控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.在大型建筑建造、大型桥梁施工、大型轨道铺设、大型机械装配等过程中，大型板类零件是其关键核心零部件，包括混凝土平板、支撑板、输送板、轨道板等，其成型方式能够分为混凝土浇筑成型、钢混砌筑成型、锻造成型、铸造成型等，主要起到承载、支撑、定位、运输等作用。
3.大型板类零件由于其质量重、体积大等因素，无论是在移动、运输，还是在安装、装配、调整等过程中均存在较大困难，目前，主要的方法是采用钢丝绳将大型板类零件进行捆绑，然后利用大型起重机、履带吊等重型起重设备进行人工吊装，从而完成相应的安装任务。例如，大型建筑建造过程中，作为主要承载部件的大型混凝土平板的移动、铺设，采用了起重设备进行人工吊装；又如，大型桥梁建造过程中，轨道板在安装、姿态调整过程中，仍然采用了起重设备进行人工吊装；再如，大型运输车的机械装配过中，车面支撑板在移动、精密装配等过程中，依然采用了起重设备进行人工吊装。
4.大型板类零件采用起重设备进行人工吊装，主要有以下缺点：
5.(1)大型板类零件在起吊之前，首先要进行钢丝绳捆绑，如若体积过大、形状不规则等，会造成捆绑困难，捆绑不牢固会造成大型板类零件在起吊过程中脱落；
6.(2)大型板类零件采用起重设备进行人工吊装，无论是在安装、移动，还是在装配、调整过程中，均需要利用起重设备将大型板类零件先吊起来，再移动，最后运送到指定位置，此种人工吊装方法，需要有起重设备操作人员小心谨慎，并且需要与大型板类零件周边多个监考人员进行信息交流，从而避免由于误操作而造成部件损坏、人员伤碰等；
7.(3)此种吊装方法，在精密装配、位姿调整过程中，由于起重设备操作难度大、移动误差大、效率低等因素，无法满足位置精度、装配精度、位姿调整准确度等要求，因此，很难实现大型板类零件的精密装配、位姿调整。


技术实现要素：

8.本发明旨在解决上述技术问题之一。
9.为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种大型板类零件自动调整装置的控制系统，包括：
10.总控制系统；
11.多个位姿调整装置，多个位姿调整装置同时与大型板类零件连接，多个位置调整装置共同作用对大型板类零件进行搬运和位姿调整；
12.每一个所述位姿调整装置均包括：
13.控制器，所述控制器与总控制系统电连接或者通信连接，每一个控制器对应设置
有一个遥控器，控制器与遥控器信号连接；
14.竖直z轴液压缸，所述竖直z轴液压缸的活塞杆与大型板类零件相连接；
15.水平y轴液压缸，所述水平y轴液压缸的活塞杆与所述竖直z轴液压缸传动连接，以带动竖直z轴液压缸沿y轴方向活动；
16.水平x轴液压缸，所述水平x轴液压缸的活塞杆与所述水平y轴液压缸传动连接，以带动水平y轴液压缸沿x轴方向活动；
17.底座，所述水平x轴液压缸安装在所述底座上；
18.左自动轮组，所述左自动轮组安装在所述底座下方，所述左自动轮组能够自动转动以带动位姿调整装置平移，所述左自动轮组与所述控制器电连接；
19.右自动轮组，所述右自动轮组安装在所述底座下方，右自动轮组能够自动转动，以和左自动轮组共同带动位姿调整装置平移，所述右自动轮组与所述控制器电连接；
20.每一个所述位姿调整装置上均安装有：
21.倾角传感器，所述倾角传感器检测位姿调整装置的x、y和z三轴线的倾斜度，所述倾角传感器与所述控制器电连接；
22.左轮编码器，所述左轮编码器与所述左自动轮组电连接，以检测所述左自动轮组的转速和旋转圈数，所述左轮编码器与所述控制器电连接；
23.右轮编码器，所述右轮编码器与所述右自动轮组电连接，以检测所述右自动轮组的转速和旋转圈数，所述右轮编码器与所述控制器电连；
24.每一个位姿调整装置均具有停止、前进、后退、左转弯和右转弯几种行走模式，每一个位姿调整装置上的控制器控制对应的位姿调整装置行走，多个位姿调整装置相互协同动作带动大型板类零件进行移动；倾角传感器检测位姿调整装置的x、y和z三轴线的倾斜度，并通过水平y轴液压缸、水平x轴液压缸和竖直z轴液压缸对位姿调整装置与大型板类零件相连接处的位置进行调整，多个位姿调整装置协同作用对大型板类零件进行位姿调整。
25.本发明的大型板类零件自动调整装置的控制系统，通过将大型板类零件的位姿变化转化分解为每个位姿调整装置的竖直z轴液压缸、水平y轴液压缸和水平x轴液压缸的调整位移值，从而通过闭环驱动竖直z轴液压缸、水平y轴液压缸和水平x轴液压缸，完成大型板类零件的位姿的自动调整，从而提高位姿调整的快速性，提高了安装精度。
26.并且本发明的大型板类零件自动调整装置的控制系统还具有安装方便、操控灵活、调整容易、自动化程度高、位姿调整精度高等优点，并且相对于通过吊装等方式对大型板类零件进行为位姿调整而言，本发明的大型板类零件自动调整装置安全性高、操作简单方便。
27.进一步，所述水平x轴液压缸上安装有位移传感器一，以检测所述水平x轴液压缸的活塞杆位移，所述水平y轴液压缸上安装有位移传感器二，以检测所述水平y轴液压缸的活塞杆位移，所述竖直z轴液压缸上设置有位移传感器三，以检测竖直z轴液压缸活塞杆的位移，所述位移传感器一、位移传感器二和位移传感器三均与所述控制器电连接。
28.进一步，所述位姿调整装置上还设置有液压站和控制阀组，所述液压站与控制阀组相连，所述控制阀组分别与水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸相连，以驱动水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸独立动作，所述液压站和控制阀组均与控制器电连接，控制器控制液压站对控制阀组进行供油，控制器对控制阀组进行控制，以控
制液压油进入或流出水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸。
29.进一步，所述液压站包括：
30.油箱；
31.液压泵组一，所述液压泵组一与油箱相连，所述液压泵组一的出油口与所述控制阀组的进油口相连以对控制阀组进行供油；
32.液压泵组二，所述液压泵组二与所述油箱相连，所述液压泵组二的出油口与所述控制阀组的进油口相连通；
33.单向阀一，所述单向阀设置在所述液压泵组一的出油口处，以使液压油单向流通从液压泵组一的出油口流向控制阀组；
34.单向阀二，所述单向阀设置在所述液压泵组二的出油口处，以使液压油单向流通从液压泵组二的出油口流向控制阀组；
35.溢流阀，所述溢流阀的进油口与所述液压泵组一的出油口和液压泵组二的出油口相连，所述溢流阀的出油口与油箱相连；
36.所述液压泵组一和所述液压泵组二均与控制器电连接，液压泵组一对控制阀组进行供油以通过控制阀组控制水平x轴液压缸、水平y轴液压缸或竖直z轴液压缸的活塞杆快速动作，所述液压泵组二对控制阀组进行供油以通过控制阀组控制水平x轴液压缸、水平y轴液压缸或竖直z轴液压缸的活塞杆进行精确动作。
37.进一步，所述控制阀组包括：
38.三个电磁换向阀，三个电磁换向阀的进油口均与所述液压站的出油口相连通，所述三个电磁换向阀分别为电磁换向阀一、电磁换向阀二和电磁换向阀三；
39.三个液压锁，三个液压锁分别为液压锁一、液压锁二和液压锁三，所述液压锁一和电磁换向阀一相连，所述液压锁二和所述电磁换向阀二相连，所述液压锁三和所述电磁换向阀三相连，所述液压锁一与所述水平x轴液压缸相连，所述液压锁二与所述水平y轴液压缸相连，所述液压锁三与所述竖直z轴液压缸相连，所述液压锁一能够将所述水平x轴液压缸中的油液锁分别锁定在两个油腔中，所述液压锁二能够将水平y轴液压缸中的油液分别锁定在两个油腔中，所述液压锁三能够将竖直z轴液压缸中的油液分别锁定在两个油腔中。
40.本发明还提供了一种大型板类零件自动调整装置的控制方法，采用上述的大型板类零件自动调整装置的控制系统，包括以下步骤：
41.s1，对系统中的电气元件和液压元件的数据进行初始化并对数据进行检查，检查各电气元件和液压元件的输入和输出参数是否正常，如果不正常，控制系统进行报警，如果正常，则向下继续执行后续步骤；
42.s2，对每个位姿调整装置进行数据采集，控制器采集每个位姿调整装置上的倾角传感器、位移传感器一、位移传感器二、位移传感器三、左轮编码器和右轮编码器的数据，控制器将采集到的数据传递给总控制系统；
43.s3，每个位姿调整装置的控制器通过检测各个电气元件的状态参数进行状态参数判断与故障诊断，如若某个电气元件的状态参数出现异常，则进行故障排除，并进入步骤s1；如若全部电气元件的状态参数正常，则进入下一步骤；
44.s4，进行自动/手动模式判断和控制，总控制系统包括总操控台，总操控台上设置有手动和自动按钮，通过手动和自动按钮来选择手动或自动状态，总控制系统将手动或自
动命令传递给每一个控制器；
45.s5，控制器接收到的命令是自动时，则通过控制器控制左自动轮组和右自动轮组自动转动，带动位姿调整装置进行前进、后退、左转弯或者右转弯，多个位姿调整装置共同协调动作将大型板类零件移动到目标位置；
46.s6，位姿自动调整，每个位姿调整装置同时在目标位置对大型板类零件进行位姿调整，控制器接收倾角传感器传输的数据，并将数据传递给总控制系统，总控制系统根据接收到的所有控制器传递的数据，对大型板类零件的位姿进行调整，通过水平y轴液压缸、水平x轴液压缸和竖直z轴液压缸，将大型板类零件的位姿调整至目标位姿；
47.s7，位姿判断：每个位姿调整装置的控制器将倾角传感器的倾斜角度信号进行提取，并反馈至总控制系统，总控制系统通过判断大型板类零件与位姿调整装置连接处的倾角，判断是否全部完成位姿调整，如若未完成，则进入步骤s64；如若完成，则进入步骤s9；
48.s8，控制器接收到的命令是手动时，通过人工判断是否能通过左自动轮组和右自动轮组驱动位姿调整装置移动，如果能，则每一个人控制一个位姿调整装置上控制器对应的遥控器，控制左自动轮组和右自动轮组驱动位姿调整装置运动，多个遥控器同时控制多个位姿调整装置同步运动，如果不能，则通过人工推动位姿调整装置进行移动，多个位姿调整装置同时移动将大型板类零件移动至目标位置，大型板类零件到达目标位置之后，人工调节大型板类零件的位姿，人工每人控制一个遥控器，通过控制水平y轴液压缸、水平x轴液压缸和竖直z轴液压缸，将大型板类零件的位姿调整至目标位姿；
49.s9，人工撤去全部位姿调整装置，完成大型板类零件的安装。
50.进一步，步骤s5包括：
51.s51，远程遥控和显示：每个位姿调整装置的控制器将从倾角传感器采集到的数据传递到总操控台，从而反馈出每个位姿调整装置与大型板类零件连接处的倾斜角度，进而计算出大型板类零件的位姿，并在总操控台的显示界面进行显示；
52.s52，行走参数设置：大型板类零件通过四个、六个、或八个位姿调整装置共同作用下，能够将大型板类零件进行移动，对每一个位姿调整装置的路径进行规划，并将规划的每一个位姿调整装置对应的路径传递给对应的控制器，每一个位姿调整装置的行走运动轨迹从初始位置到目标位置，能够分为前进、后退、左转弯和右转弯四种行走模式，通过计算移动轨迹上的每一段路程，将其运动轨迹分解成每个位姿调整装置的行走模式；
53.s53，自动行走驱动模块：总操控台将每个位姿调整装置的若干段行走轨迹设定成完整的运行轨迹，然后通过无线信号分别发送至每个位姿调整装置的接收器，每个位姿调整装置开始同步执行各自运行轨迹，每个位姿调整装置按照行走运动流程进行运动，将大型板类零件移动至目标位置。
54.进一步，步骤s53中，每个位姿调整装置的行走运动流程具体步骤如下：
55.s531，自动行走轨迹设定：将每一段运行轨迹进行设定，然后进入下一步；
56.s532，第i段轨迹：首先从第1段轨迹运行，并将i＝1，开始运行，然后进入下一步；
57.s533，行走模式选择：共分为四种行走模式可供选择，如若为前进模式，则进入前进模式步骤；如若为后退模式，则进入后退模式步骤；若如是左转弯模式，则进入左转弯模式步骤；如若为右转弯模式，则进入右转弯模式步骤；
58.s534，判断当前i段所完成的运动轨迹是否为最后一段运动轨迹，如若当前i段所
完成的运动轨迹是最后一段运动轨迹，则进入步骤s535；如若当前i段所完成的运动轨迹不是最后一段运动轨迹，则开始下一段运动轨迹，即i 1段运动轨迹，并将i 1段运动轨迹作为当前i段轨迹，进入步骤s532；
59.s535，停止行走轨迹运动。
60.进一步，步骤s533中，位姿调整装置进行前进模式步骤为：
61.先设定前进距离x，然后根据公式计算左自动轮组和右自动轮组的目标圈数ma，公式中的d为左自动轮组和右自动轮组中驱动轮的直径，然后通过左轮编码器读取左自动轮组的实际圈数m
b1
，并通过右轮编码器读取右自动轮的实际圈数m
b2
，并将根据公式计算校正后圈数mb，在起始状态下将校正后圈数mb清零，并在后续中实时检测校正后圈数mb的值，然后将左自动轮组和右自动轮组的目标圈数ma与校正后圈数mb相减，经过神经网络-专家pid运算后得输出u1，分为两路进行输出，一路转换为左自动轮组的正转信号，控制左自动轮组正转，同时，通过左轮编码器检测出左自动轮组的实际转速n1，并通过右轮编码器检测出右自动轮组的实际转速n2，为了实现对左自动轮组和右自动轮组同步控制，将n1和n2作差后经过神经网络-专家pid运算，转换为右自动轮组的正转信号，控制右自动轮组正转，从而实现左自动轮组和右自动轮组的同步正转控制，从而完成左自动轮组和右自动轮组同时驱动实现位姿调整装置前进动作；然后进行当前轨迹是否完成判断，如若校正后圈数mb等于电机目标圈数ma，则认为完成当前轨迹；如若校正圈数mb小于电机目标圈数ma，则认为未完成当前轨迹，继续实施前进模式；
62.位姿调整装置的后退模式步骤为：
63.先设定后退距离x，然后根据公式计算左自动轮组和右自动轮组的目标圈数ma，公式中的d为左自动轮组和右自动轮组中驱动轮的直径，然后通过左轮编码器读取左自动轮组的实际圈数m
b1
，并通过右轮编码器读取右自动轮的实际圈数m
b2
，并将根据公式计算校正后圈数mb，在起始状态下将校正后圈数mb清零，并在后续中实时检测校正后圈数mb的值，然后将左自动轮组和右自动轮组的目标圈数ma与校正后圈数mb相减，经过神经网络-专家pid运算后得输出u1，分为两路进行输出，一路转换为左自动轮组的反转信号，控制左自动轮组反转，同时，通过左轮编码器检测出左自动轮组的实际转速n1，并通过右轮编码器检测出右自动轮组的实际转速n2，为了实现对左自动轮组和右自动轮组同步控制，将n1和n2作差后经过神经网络-专家pid运算，转换为右自动轮组的反转信号，控制右自动轮组反转，从而实现左自动轮组和右自动轮组的同步反转控制，从而完成左自动轮组和右自动轮组同时驱动实现位姿调整装置后退动作；然后进行当前轨迹是否完成判断，如若校正后圈数mb等于电机目标圈数ma，则认为完成当前轨迹；如若校正圈数mb小于电机目标圈数ma，则认为未完成当前轨迹，继续实施后退模式；
64.位姿调整装置的左转弯模式步骤为：
65.控制器向左自动轮组发出刹车命令，迫使左自动轮组不动，同时，根据公式
计算右自动轮组的目标圈数ma，公式中的i为左自动轮组中的驱动轮和右自动轮组中的驱动轮之间的距离，d为左自动轮组和右自动轮组中驱动轮的直径，然后通过右轮编码器实时检测的右自动轮组的实际圈数mb，在左转弯初始状态，将实际圈数mb设置为0，在后续检测中进行实时检测，然后将目标圈数ma与实际圈数mb作差后，经神经网络-专家pid运算后获得输出值u，并将其输出至右自动轮组，从而驱动右自动轮组正转，直至右自动轮组目标圈数ma与实际圈数mb相等后，则判断为完成左转弯；
66.位姿调整装置的右转弯模式步骤为：
67.控制器向右自动轮组发出刹车命令，迫使右自动轮组不动，同时，根据公式计算左自动轮组的目标圈数ma，公式中的l为左自动轮组中的驱动轮和右自动轮组中的驱动轮之间的距离，d为左自动轮组和右自动轮组中驱动轮的直径，然后通过左轮编码器实时检测的左自动轮组的实际圈数mb，在右转弯初始状态，将实际圈数mb设置为0，在后续检测中进行实时检测，然后将目标圈数ma与实际圈数mb作差后，经神经网络-专家pid运算后获得输出值u，并将其输出至左自动轮组，从而驱动左自动轮组正转，直至左自动轮组目标圈数ma与实际圈数mb相等后，则判断为完成右转弯。
68.进一步，步骤s6包括以下步骤：
69.s61，安装位置检测：每个位姿调整装置通过倾角传感器检测大型板类零件与位姿调整装置连接处的倾斜角度，并将检测到的数据通过无线传输的方式传递至总控制系统，然后，进入步骤s62；
70.s62，位姿转换与分解：总控制系统检测到大型板类零件与位姿调整装置连接处的倾斜角度后，从而根据现场实际安装情况，将其进行转换与分解成每个位姿调整装置的位姿调整数据，然后，进入步骤s63；
71.s63，各装置液压缸目标行程计算：根据大型板类零件的外形尺寸，以及每个位姿调整装置的安装位置尺寸、倾斜角度，计算各装置x、y和z三个轴线上液压缸的目标行程；然后，进入步骤s64；
72.s64，位姿调整：总控制系统将计算出的每个位姿调整装置的水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的目标行程通过无线发送至每个位姿调整装置的控制器，当位姿调整装置的控制器接收到水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的目标行程后，为了保证控制精度，以水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的顺序进行调节，进行大型板类零件自动调整装置的三轴线调整控制。
73.进一步，步骤s64中，大型板类零件自动调整装置的三轴线调整控制流程包括以下步骤：
74.s641，通过位移传感器一检测水平x轴液压缸的实际位移s
xa
，将水平x轴液压缸的目标位移s
xm
实际位移s
xa
作差可得误差e
x
，将误差e
x
经神经网络-专家pid运算后，获得输出u
x1
，然后进入判别模式，判别模式分为两种：当e
x
＞20％sxm时，控制器向液压泵组一发送控制信号，其大小为u
x2
，u
x2
＝k1u
x1
，k1为液压泵组一的主伺服电机的调节系数，k1能够根据水平x轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀一发送控制信号，使电磁换向阀一动作，液压泵组一的伺服电机采用大功率伺服电机；当e
x
≤20％s
xm
时，控制器向液压泵
组二的辅助伺服电机的发送控制信号，其大小为u
x2
，u
x2
＝k2u
x1
，k2为液压泵组二的辅助伺服电机调节系数，k2能够根据水平x轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀一发送控制信号，使电磁换向阀一动作，当达到x轴目标位移s
xm
时，控制器控制电磁换向阀一动作，液压锁一切换为锁定状态，水平x轴液压缸的活塞杆停止动作；
75.s642，通过位移传感器二检测水平y轴液压缸的实际位移s
ya
，将水平y轴液压缸的目标位移s
ym
与实际位移s
ya
作差可得误差ey，将误差ey经神经网络-专家pid运算后，获得输出u
y1
，然后进入判别模式，判别模式分别为两种：当ey＞20％s
ym
时，控制器向液压泵组一发送控制信号，其大小为u
y2
，u
y2
＝k3u
y1
，k3为液压泵组一的主伺服电机的调节系数，k3能够根据水平y轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀二发送控制信号，使电磁换向阀二动作，液压油进入到水平y轴液压缸中，水平y轴液压缸活塞杆快速动作，当ey≤20％s
ym
时，控制器向液压泵组二中的辅助伺服电机发送控制信号，其大小为u
y2
，u
y2
＝k4u
y1
，k4为液压泵组二中的辅助伺服电机的调节系数，k4能够根据水平y轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀二发送控制信号，使电磁换向阀二动作，液压有进入到水平y轴液压缸中，水平y轴液压缸活塞杆精确动作，当达到x轴目标位移s
ym
，控制器控制电磁换向阀二动作，液压锁二切换为锁定状态，水平y轴液压缸的活塞杆停止动作；
76.s643，通过位移传感器三检测竖直z轴液压缸的实际位移s
za
，将竖直z轴液压缸的目标位移s
zm
与实际位移s
za
作差可得误差ez，将误差ez经神经网络-专家pid运算后，获得输出u
z1
，然后进入判别模式，判别模式分别为两种：当ez＞20％s
zm
时，控制器向液压泵组一的主伺服电机的发送控制信号，其大小为u
z2
，u
z2
＝k5u
z1
，k5为液压泵组一的主伺服电机的调节系数，k5能够根据竖直z轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀三发送控制信号，使电磁换向阀三动作，液压油进入到竖直z轴液压缸中，竖直z轴液压缸活塞杆快速动作；当ez≤20％s
zm
时，控制器向液压泵组二的辅助伺服电机的发送控制信号，其大小为u
z2
，u
z2
＝k6u
z1
，k6为液压泵组二的辅助伺服电机调节系数，k6能够根据竖直z轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀三发送控制信号，使电磁换向阀三动作，液压有进入到竖直z轴液压缸中，竖直z轴液压缸活塞杆精确动作，当达到z轴目标位移s
zm
时，控制器控制电磁换向阀三动作，液压锁三切换为锁定状态，竖直z轴液压缸的活塞杆停止动作。
77.进一步，所述的神经网络-专家pid包括以下步骤：
78.将误差e(k)进行参数储存与转换，分别储存当前误差e(k)、前一个误差e(k-1)和前二个误差e(k-2)，然后通过以下公式进行计算输出u(k)：
[0079][0080][0081]
w1(k)＝w1(k-1) ηix
12
(k)u(k)；
[0082]
w2(k)＝w2(k-1) η
p
x1(k)x2(k)u(k)；
[0083]
w3(k)＝w3(k-1) ηdx1(k)x3(k)u(k)；
[0084]
x1(k)＝e(k)；
[0085]
x2(k)＝e(k)-e(k-1)；
[0086]
x3(k)＝e(k)-2e(k-1) e(k-2)；
[0087]
上式中，kh为神经元比例系数，ηi为积分的学习速率，η
p
为积比例的学习速率，ηd为微分的学习速率。
[0088]
在不同的工况下调节kh、ηi、ηp和ηd，能够获得不同的控制效果，进一步，为了获得更好的调节效果，根据误差x1(k)和误差变化率x2(k)，将调节区域进行了划分，根据所划分的区域调节kh、ηi、ηp和ηd四个参数值；专家系统区域共分为四个区域为ⅰ、ⅱ、ⅲ和ⅳ，x11、x
12
、-x
11
、和-x
12
分别误差设定值，能够根据实际情况进行调节，区域划分原则如下：
[0089]
区域ⅰ：当-x
11
＜x1(k)＜x
11
时，参数kh尽可能小，设置范围为0～0.1；ηi尽可能小，设置范围为0～0.3；ηp和ηd均设置为0；此时，神经网络-专家pid的输出为u(k)＝u(k)；
[0090]
区域ⅱ：当x1(k)＜-x
12
或x1(k)＞x
12
时，四个调节参数kh、ηi、η
p
和ηd均设置为0，神经网络-专家pid的输出为u(k)＝u
max
，此时，u
max
为输出对象的输入信号最大值；
[0091]
区域ⅲ：当x1(k)x2(k)＞0时，且x
11
＜x1(k)＜x
12
或-x
12
＜x1(k)＜x
12
，参数kh尽可能大，设置范围为0.6～0.8；ηi尽可能小，设置范围为0～0.1；η
p
尽可能大，设置范围为0.8～1.0；ηd设置为0；此时，神经网络-专家pid的输出为u(k)＝u(k)；
[0092]
区域ⅳ：当x1(k)x2(k)＜0时，且x
11
＜x1(k)＜x
12
或-x
12
＜x1(k)＜x
12
，参数kh尽适中，设置范围为0.4～0.6；ηi尽可能小，设置范围为0～0.1；η
p
设置范围为0；ηd尽可能小，设置范围为0～0.1；此时，神经网络-专家pid的输出为u(k)＝u(k)。
[0093]
本发明的有益效果是，本发明的大型板类零件自动调整装置的控制系统及其控制方法具有以下优点：
[0094]
1、针对大型板类零件以及超大型板类零件，能够根据大型板类零件的大小、尺寸等参数遥控器，能够采用了四个、六个、八个，甚至更多个位姿调整装置进行协调控制，并采用总控制系统-分遥控器的集中-分散控制系统的控制方法，增加了控制系统柔性，有效提高了控制效率，使得位姿调整装置能够模块化、批量化生产。
[0095]
2、针对大型板类零件在行走、运输、位姿调整等过程中复杂多变的工况，大型板类零件自动调整装置采用了手动-自动一体化控制系统，能够将自动控制系统和手动控制系统进行随机结合，根据现场实际工况进行合理切换，从而增强了控制系统的灵活性，提高了大型板类零件的安装效率。
[0096]
3、针对大型板类零件在安装过程中运输困难，本发明采用了自动行走模式控制系统，能够根据大型板类零件的初始位置、目标位置进行计算和规划行走路径，根据行走路径选择前进模式、后退模式、左转弯模式和右转弯模式等，从而自动完成大型板类零件搬运工作，提高了安装效率，减少了劳动力。
[0097]
4、大型板类零件在安装过程中，无论是在水平面内，还是在竖直平面内，位姿均易产生倾斜、扭转等变化，本发明通过将大型板类零件的位姿变化转化分解为每个位姿调整装置的竖直z轴液压缸、水平y轴液压缸和水平x轴液压缸的调整位移值，从而通过闭环驱动竖直z轴液压缸、水平y轴液压缸和水平x轴液压缸，完成大型板类零件的位姿的自动调整，从而提高位姿调整的快速性，提高了安装精度。
[0098]
5、本发明在自动行走闭环控制系统和位姿调整闭环控制系统中，采用了神经网络-专家系统pid控制算法，根据误差和误差变化率的划分范围，通过神经网络算法，有效提高了pid参数调节速率，从而提高了自动行走闭环控制系统和位姿自动调整闭环控制系统
的快速性和准确性。
附图说明
[0099]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0100]
图1是本发明的大型板类零件自动调整装置的控制系统的结构示意图。
[0101]
图2是本发明的位姿调整装置的结构示意图一。
[0102]
图3是本发明的位姿调整装置的结构示意图二。
[0103]
图4是本发明的液压站和控制阀组的液压原理示意图。
[0104]
图5是本发明的控制阀组的液压原理示意图。
[0105]
图6是本发明的实施例中的大型板类零件自动调整装置的控制方法的流程示意图。
[0106]
图7是大型板类零件安装过程中的行走运动轨迹示意图。
[0107]
图8为自动行走驱动的流程示意图。
[0108]
图9是本发明的实施例中位姿调整装置前进或后退的控制流程示意图。
[0109]
图10是本发明的实施例中位姿调整装置左转弯的控制流程示意图。
[0110]
图11是本发明的实施例中位姿调整装置右转弯的控制流程示意图。
[0111]
图12为位姿自动调整的流程示意图。
[0112]
图13是本发明的实施例中位姿调整装置进行位姿调整的控制流程示意图。
[0113]
图14是本发明的实施例中大型板类零件在竖直平面内单轴线调整示意图。
[0114]
图15是本发明的实施例中大型板类零件在水平面内两轴线调整示意图。
[0115]
图16是本发明的实施例中的神经网络-专家pid控制原理示意图。
[0116]
图17是本发明的实施例中专家系统区域划分的示意图。
[0117]
图中：
[0118]
100、位姿调整装置；200、大型板类零件；
[0119]
11、底座；12、倾角传感器；13、水平x轴液压缸；14、左自动轮组；15、水平y轴液压缸；16、右自动轮组；17、竖直z轴液压缸；
[0120]
19、液压站；191、油箱；192、液压泵组一；193、液压泵组二；194、溢流阀；195、单向阀一；196、单向阀二；
[0121]
20、控制阀组；201、电磁换向阀一；202、电磁换向阀二；203、电磁换向阀三；204、液压锁一；205、液压锁二；206、液压锁三；2041、液控单向阀一；2042、液控单向阀二；2043、液控单向阀三；2044、液控单向阀四；2045、液控单向阀五；2046、液控单向阀六。
具体实施方式
[0122]
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0123]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征能够明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，能够是固定连接，也能够是可拆卸连接，或一体地连接；能够是机械连接，也能够是电连接；能够是直接相连，也能够通过中间媒介间接相连，能够是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，能够具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0124]
如图1至图17所示，是本发明最优实施例，本发明提供了一种大型板类零件自动调整装置的控制系统，包括总控制系统和多个位姿调整装置100，多个位姿调整装置100同时与大型板类零件200连接，多个位置调整装置共同作用对大型板类零件200进行搬运和位姿调整；每一个位姿调整装置100均具有停止、前进、后退、左转弯和右转弯几种行走模式，每一个位姿调整装置100上的控制器控制对应的位姿调整装置100行走，多个位姿调整装置100相互协同动作带动大型板类零件200进行移动。
[0125]
每一个位姿调整装置100均包括：控制器、竖直z轴液压缸17、水平y轴液压缸15、水平x轴液压缸13、底座11、左自动轮组14和右自动轮组16，控制器与总控制系统电连接或者通信连接，每一个控制器对应设置有一个遥控器，控制器与遥控器信号连接，位姿调整装置上还设置有接收器，接收器用于接收遥控器和总控制系统传输的无线信号，并将信号发传递给控制器；竖直z轴液压缸17的活塞杆与大型板类零件200相连接；水平y轴液压缸15的活塞杆与竖直z轴液压缸17传动连接，以带动竖直z轴液压缸17沿y轴方向活动；水平x轴液压缸13的活塞杆与水平y轴液压缸15传动连接，以带动水平y轴液压缸15沿x轴方向活动；水平x轴液压缸13安装在底座11上；左自动轮组14安装在底座11下方，左自动轮组14能够自动转动以带动位姿调整装置100平移，左自动轮组14与控制器电连接；右自动轮组16安装在底座11下方，右自动轮组16能够自动转动，以和左自动轮组14共同带动位姿调整装置100平移，右自动轮组16与控制器电连接，具体的，左自动轮组14包括左驱动轮和左轮驱动电机，左轮驱动电机带动左驱动轮转动，左轮驱动电机与控制器电连接，右自动轮组16包括，右驱动轮和右轮驱动电机，右轮驱动电机带动右驱动轮转动，右轮驱动电机与控制器电连接。
[0126]
每一个位姿调整装置100上均安装有：倾角传感器12、左轮编码器和右轮编码器，倾角传感器12检测位姿调整装置100的x、y和z三轴线的倾斜度，倾角传感器12与控制器电连接；左轮编码器与左自动轮组14电连接，以检测左自动轮组14的转速和旋转圈数，左轮编码器与控制器电连接；右轮编码器与右自动轮组16电连接，以检测右自动轮组16的转速和旋转圈数，右轮编码器与控制器电连；倾角传感器12检测位姿调整装置100的x、y和z三轴线的倾斜度，并通过水平y轴液压缸15、水平x轴液压缸13和竖直z轴液压缸17对位姿调整装置100与大型板类零件200相连接处的位置进行调整，多个位姿调整装置100协同作用对大型板类零件200进行位姿调整。
[0127]
水平x轴液压缸13上安装有位移传感器一，以检测水平x轴液压缸13的活塞杆位移，水平y轴液压缸15上安装有位移传感器二，以检测水平y轴液压缸15的活塞杆位移，竖直z轴液压缸17上设置有位移传感器三，以检测竖直z轴液压缸17活塞杆的位移，位移传感器一、位移传感器二和位移传感器三均与控制器电连接。
[0128]
位姿调整装置100上还设置有液压站19和控制阀组20，液压站19与控制阀组20相连，控制阀组20分别与水平x轴液压缸13、水平y轴液压缸15和竖直z轴液压缸17相连，以驱动水平x轴液压缸13、水平y轴液压缸15和竖直z轴液压缸17独立动作，液压站19和控制阀组20均与控制器电连接，控制器控制液压站19对控制阀组20进行供油，控制器对控制阀组20进行控制，以控制液压油进入或流出水平x轴液压缸13、水平y轴液压缸15和竖直z轴液压缸17。
[0129]
液压站19包括：油箱191、液压泵组一192、液压泵组二193、单向阀一195、单向阀二196和溢流阀194，液压泵组一192与油箱191相连，液压泵组一192的出油口与控制阀组20的进油口相连以对控制阀组20进行供油；液压泵组二193与油箱191相连，液压泵组二193的出油口与控制阀组20的进油口相连通；单向阀设置在液压泵组一192的出油口处，以使液压油单向流通从液压泵组一192的出油口流向控制阀组20；单向阀设置在液压泵组二193的出油口处，以使液压油单向流通从液压泵组二193的出油口流向控制阀组20；溢流阀194的进油口与液压泵组一192的出油口和液压泵组二193的出油口相连，溢流阀194的出油口与油箱191相连。
[0130]
液压泵组一192和液压泵组二193均与控制器电连接，液压泵组一192对控制阀组20进行供油以通过控制阀组20控制水平x轴液压缸13、水平y轴液压缸15或竖直z轴液压缸17的活塞杆快速动作，液压泵组二193对控制阀组20进行供油以通过控制阀组20控制水平x轴液压缸13、水平y轴液压缸15或竖直z轴液压缸17的活塞杆进行精确动作。
[0131]
具体的，液压泵组一192包括主伺服电机和主泵，液压泵组二193包括辅助伺服电机和辅助泵，主伺服电机采用5-10kw的大功率伺服电机，辅助伺服电机采用0.2-0.8kw的小功率伺服电机；主伺服电机的输出轴通过联轴器一与主泵的输入轴相连，从而实现主伺服电机的转动运动带动主泵转动，将主伺服电机的机械能转化为主泵的液压能；辅助伺服电机的输出轴通过联轴器二与辅助泵的输入轴相连，从而实现辅助伺服电机的转动运动带动辅助泵转动，将辅助伺服电机的机械能转化为辅助泵的液压能，主泵的吸油口、辅助泵的吸油口与油箱191通过液压接头、管路等相连，油箱191内装满一定量的液压油，从而能够实现主泵和辅助泵从油箱191内吸油；主泵的出油口与单向阀一195的进油口通过液压接头和管路等相连；辅助泵的出油口与单向阀二196的进油口通过液压接头、管路等相连；单向阀一195的出油口、单向阀二196的出油口、控制阀组20的进油口和溢流阀194的进油口通过液压接头和管路相连；溢流阀194的出油口与油箱191通过液压接头和管路相连，液压控制阀组20包括进油口和回油口，液压控制阀组20的进油口与液压泵组一192和液压泵组二193相连，液压控制阀组20的回油口与油箱191相连，油箱191中的油液经过主泵和辅助泵流向液压控制阀组20的进油口，然后流向电磁换向阀一201、电磁换向阀二202和电磁换向阀三203。
[0132]
控制阀组20包括：三个电磁换向阀和三个液压锁，三个电磁换向阀的进油口均与液压站19的出油口相连通，三个电磁换向阀分别为电磁换向阀一201、电磁换向阀二202和电磁换向阀三203；三个液压锁分别为液压锁一204、液压锁二205和液压锁三206，液压锁一204和电磁换向阀一201相连，液压锁二205和电磁换向阀二202相连，液压锁三206和电磁换向阀三203相连，液压锁一204与水平x轴液压缸13相连，液压锁二205与水平y轴液压缸15相连，液压锁三206与竖直z轴液压缸17相连，液压锁一204能够将水平x轴液压缸13中的油液
锁分别锁定在两个油腔中，液压锁二205能够将水平y轴液压缸15中的油液分别锁定在两个油腔中，液压锁三206能够将竖直z轴液压缸17中的油液分别锁定在两个油腔中。
[0133]
具体的，液压锁一204包括液控单向阀一2041和液控单向阀二2042，液压锁二205包括液控单向阀三2043和液控单向阀四2044，液压锁三206包括液控单向阀五2045和液控单向阀六2046；液控单向阀一2041的进油口与液控单向阀二2042的进油口均与电磁换向阀一201相连通，液控单向阀一2041的出油口与水平x轴液压缸13的无杆腔相连通，液控单向阀二2042的出油口与水平x轴液压缸13的有杆腔相连通，液控单向阀一2041的控制油口和液控单向阀二2042的控制油口均与电磁换向阀一201的出油口相连通。
[0134]
液控单向阀三2043的进油口与液控单向阀四2044的进油口均与电磁换向阀二202相连通，液控单向阀三2043的出油口与水平y轴液压缸15的无杆腔相连通，液控单向阀四2044的出油口与水平y轴液压缸15的有杆腔相连通，液控单向阀三2043的控制油口和液控单向阀四2044的控制油口均与电磁换向阀二202的出油口相连通。
[0135]
液控单向阀五2045的进油口与液控单向阀六2046的进油口均与电磁换向阀三203相连通，液控单向阀五2045的出油口与竖直z轴液压缸17的无杆腔相连通，液控单向阀六2046的出油口与竖直z轴液压缸17的有杆腔相连通，液控单向阀五2045的控制油口和液控单向阀六2046的控制油口均与电磁换向阀三203的出油口相连通。
[0136]
电磁换向阀一201、电磁换向阀二202和电磁换向阀三203均为三位四通y型电磁换向阀，电磁换向阀一201包括a1油口、b1油口、p1油口和t1油口，电磁换向阀二202包括a2油口、b2油口、p2油口和t2油口，电磁换向阀三203包括a3油口、b3油口、p3油口和t3油口，t1油口、t2油口和t3油口均与液压站19的回油口相连通，p1油口、p2油口和p3油口均与液压站1919的出油口相连通。
[0137]
a1油口与液控单向阀一2041的进油相连通，b1油口与液控单向阀二2042的进油口相连通，液控单向阀一2041的控制油口与b1油口相连通，液控单向阀二2042的控制油口与a1油口相连通。
[0138]
a2油口与液控单向阀三2043的进油相连通，b2油口与液控单向阀四2044的进油口相连通，液控单向阀三2043的控制油口与b2油口相连通，液控单向阀四2044的控制油口与a2油口相连通。
[0139]
a3油口与液控单向阀五2045的进油相连通，b3油口与液控单向阀六2046的进油口相连通，液控单向阀五2045的控制油口与b3油口相连通，液控单向阀六2046的控制油口与a3油口相连通。
[0140]
通过电磁换向阀一201控制液压锁一204在锁定状态和非锁定状态进行切换，液压锁一204在锁定状态时，能够将液压油锁定在水平x轴液压缸13的有杆腔和无杆腔中，液压锁一204在非锁定状态时，液压有能够进入或流出水平x轴液压缸13的有杆腔和无杆腔中，电磁换向阀二202控制液压锁二205在锁定状态和非锁定状态进行切换，电磁换向阀三203控制液压锁三206在锁定状态和非锁定状态进行切换。
[0141]
本发明还提供了一种大型板类零件自动调整装置的控制方法，采用上述的大型板类零件自动调整装置的控制系统，包括以下步骤：
[0142]
s1，初始化：对系统中的电气元件和液压元件的数据进行初始化并对数据进行检查，检查各个位姿调整装置的电气相关元件：遥控器、接收器、控制器、倾角传感器、位移传
感器一、位移传感器二、位移传感器三、主伺服电机、电磁换向阀一、电磁换向阀二、电磁换向阀三、左轮驱动电机、左轮编码器、右轮驱动电机和右轮编码器的输入输出参数是否正常，如果不正常，不向下执行，并且控制系统发出报警信号；如果正常，则向下继续执行后续步骤；
[0143]
s2，数据采集：对每个位姿调整装置进行数据采集，控制器采集每个位姿调整装置的控制器中的数据，每个位姿调整装置的控制器通过遥控器、接收器、倾角传感器、位移传感器一、位移传感器二、位移传感器三、左轮编码器和右轮编码器等采集相关信号，然后各个位姿调整装置的控制器通过无线传输的方式向总控制系统传输相应数据，然后进入下一步；
[0144]
s3，状态参数判断与故障诊断：每个位姿调整装置的控制器通过检测各个电气元件的状态参数，如若某个电气元件的状态参数出现异常，则进行故障排除，并进入步骤s1；如若全部电气元件的状态参数正常，则进入下一步；
[0145]
s4，自动/手动模式判断和控制：总控制系统包括总操控台，总操控台上设置有手动和自动按钮，通过手动和自动按钮来选择手动或自动状态，总控制系统将手动或自动命令传递给每一个控制器，每个位姿调整装置的控制器通过检测总操控台上的自动/手动切换按钮判断是否为自动模式，如若为自动模式，则进入步骤s5；如若为手动模式，则进入步骤s6；
[0146]
s5，控制器接收到的命令是自动时，则通过控制器控制左自动轮组和右自动轮组自动转动，带动位姿调整装置进行前进、后退、左转弯或者右转弯，多个位姿调整装置共同协调动作将大型板类零件移动到目标位置；
[0147]
具体的，步骤s5包括以下步骤：
[0148]
s51，远程遥控和显示：每个位姿调整装置的控制器将从倾角传感器采集到的数据传递到总操控台，从而反馈出每个位姿调整装置与大型板类零件连接处的倾斜角度，进而计算出大型板类零件的位姿，并在总操控台的显示界面进行显示；
[0149]
s52，行走参数设置：大型板类零件通过四个、六个、或八个位姿调整装置共同作用下，能够将大型板类零件进行移动，对每一个位姿调整装置的路径进行规划，并将规划的每一个位姿调整装置对应的路径传递给对应的控制器，每一个位姿调整装置的行走运动轨迹从初始位置到目标位置，能够分为前进、后退、左转弯和右转弯四种行走模式，通过计算移动轨迹上的每一段路程，将其运动轨迹分解成每个位姿调整装置的行走模式，如前进、后退、左转弯和右转弯，并进行每个位姿调整装置行走参数计算与设置；例如，图7所示为实施例中的一种大型板类零件安装过程中的运行轨迹示意图，采用了四个位姿调整装置，从初始位置到达目标位置需要经过两段直线和一个转弯，因此，设置前进模式x米、右转弯90
°
和前进y米，并进而将其行走运动轨迹分解成四个位姿调整装置的若干段行走轨迹，从而完成大型板类零件行走运动轨迹；然后进行下一步；
[0150]
s53，自动行走驱动模块：总操控台将每个位姿调整装置的若干段行走轨迹设定成完整的运行轨迹，然后通过无线信号分别发送至每个位姿调整装置的接收器，每个位姿调整装置开始同步执行各自运行轨迹，每个位姿调整装置按照行走运动流程进行运动，结合图8所示的自动行走驱动模块流程示意图，进行进一步说明每个位姿调整装置的行走运动流程，具体步骤如下：
[0151]
s531，自动行走轨迹设定：将每一段运行轨迹进行设定，例如，1、前进x米，2、前进y米，3、左转弯90度，4、前进z米，
……
，10、完成结束，然后进入下一步；
[0152]
s532，第i段轨迹：首先从第1段轨迹运行，并将i＝1，开始运行，然后进入下一步；
[0153]
s533，行走模式选择：共分为四种行走模式可供选择，如若为前进模式，则进入前进模式步骤；如若为后退模式，则进入后退模式步骤；若如是左转弯模式，则进入左转弯模式步骤；如若为右转弯模式，则进入右转弯模式步骤；
[0154]
位姿调整装置进行前进模式步骤为：
[0155]
先设定前进距离x，然后根据公式计算左自动轮组和右自动轮组的目标圈数ma，公式中的d为左自动轮组和右自动轮组中驱动轮的直径，然后通过左轮编码器读取左自动轮组的实际圈数m
b1
，并通过右轮编码器读取右自动轮的实际圈数m
b2
，并将根据公式计算校正后圈数mb，在起始状态下将校正后圈数mb清零，并在后续中实时检测校正后圈数mb的值，然后将左自动轮组和右自动轮组的目标圈数ma与校正后圈数mb相减，经过神经网络-专家pid运算后得输出u1，分为两路进行输出，一路转换为左自动轮组的正转信号，控制左自动轮组正转，同时，通过左轮编码器检测出左自动轮组的实际转速n1，并通过右轮编码器检测出右自动轮组的实际转速n2，为了实现对左自动轮组和右自动轮组同步控制，将n1和n2作差后经过神经网络-专家pid运算，转换为右自动轮组的正转信号，控制右自动轮组正转，从而实现左自动轮组和右自动轮组的同步正转控制，从而完成左自动轮组和右自动轮组同时驱动实现位姿调整装置前进动作；然后进行当前轨迹是否完成判断，如若校正后圈数mb等于电机目标圈数ma，则认为完成当前轨迹；如若校正圈数mb小于电机目标圈数ma，则认为未完成当前轨迹，继续实施前进模式；
[0156]
位姿调整装置的后退模式步骤为：
[0157]
先设定后退距离x，然后根据公式计算左自动轮组和右自动轮组的目标圈数ma，公式中的d为左自动轮组和右自动轮组中驱动轮的直径，然后通过左轮编码器读取左自动轮组的实际圈数m
b1
，并通过右轮编码器读取右自动轮的实际圈数m
b2
，并将根据公式计算校正后圈数mb，在起始状态下将校正后圈数mb清零，并在后续中实时检测校正后圈数mb的值，然后将左自动轮组和右自动轮组的目标圈数ma与校正后圈数mb相减，经过神经网络-专家pid运算后得输出u1，分为两路进行输出，一路转换为左自动轮组的反转信号，控制左自动轮组反转，同时，通过左轮编码器检测出左自动轮组的实际转速n1，并通过右轮编码器检测出右自动轮组的实际转速n2，为了实现对左自动轮组和右自动轮组同步控制，将n1和n2作差后经过神经网络-专家pid运算，转换为右自动轮组的反转信号，控制右自动轮组反转，从而实现左自动轮组和右自动轮组的同步反转控制，从而完成左自动轮组和右自动轮组同时驱动实现位姿调整装置后退动作；然后进行当前轨迹是否完成判断，如若校正后圈数mb等于电机目标圈数ma，则认为完成当前轨迹；如若校正圈数mb小于电机目标圈数ma，则认为未完成当前轨迹，继续实施后退模式；
[0158]
位姿调整装置的左转弯模式步骤为：
[0159]
控制器向左自动轮组发出刹车命令，迫使左自动轮组不动，同时，根据公式计算右自动轮组的目标圈数ma，公式中的l为左自动轮组中的驱动轮和右自动轮组中的驱动轮之间的距离，d为左自动轮组和右自动轮组中驱动轮的直径，然后通过右轮编码器实时检测的右自动轮组的实际圈数mb，在左转弯初始状态，将实际圈数mb设置为0，在后续检测中进行实时检测，然后将目标圈数ma与实际圈数mb作差后，经神经网络-专家pid运算后获得输出值u，并将其输出至右自动轮组，从而驱动右自动轮组正转，直至右自动轮组目标圈数ma与实际圈数mb相等后，则判断为完成左转弯；
[0160]
位姿调整装置的右转弯模式步骤为：
[0161]
控制器向右自动轮组发出刹车命令，迫使右自动轮组不动，同时，根据公式计算左自动轮组的目标圈数ma，公式中的l为左自动轮组中的驱动轮和右自动轮组中的驱动轮之间的距离，d为左自动轮组和右自动轮组中驱动轮的直径，然后通过左轮编码器实时检测的左自动轮组的实际圈数mb，在右转弯初始状态，将实际圈数mb设置为0，在后续检测中进行实时检测，然后将目标圈数ma与实际圈数mb作差后，经神经网络-专家pid运算后获得输出值u，并将其输出至左自动轮组，从而驱动左自动轮组正转，直至左自动轮组目标圈数ma与实际圈数mb相等后，则判断为完成右转弯；
[0162]
s534，判断当前i段所完成的运动轨迹是否为最后一段运动轨迹，如若当前i段所完成的运动轨迹是最后一段运动轨迹，则进入步骤s535；如若当前i段所完成的运动轨迹不是最后一段运动轨迹，则开始下一段运动轨迹，即i 1段运动轨迹，并将i 1段运动轨迹作为当前i段轨迹，进入步骤s532；
[0163]
s535，停止行走轨迹运动；
[0164]
s6，位姿自动调整，每个位姿调整装置同时在目标位置对大型板类零件进行位姿调整，控制器接收倾角传感器传输的数据，并将数据传递给总控制系统，总控制系统根据接收到的所有控制器传递的数据，对大型板类零件的位姿进行调整，通过水平y轴液压缸、水平x轴液压缸和竖直z轴液压缸，将大型板类零件的位姿调整至目标位姿，结合图13所示为位姿自动调整的流程示意图，进行进一步说明每个位姿调整装置的位姿自动调整流程，具体的，步骤s6包括以下步骤：
[0165]
s61，安装位置检测：每个位姿调整装置通过倾角传感器检测大型板类零件与位姿调整装置连接处的倾斜角度，并将检测到的数据通过无线传输的方式传递至总控制系统，然后，进入步骤s62；
[0166]
s62，位姿转换与分解：总控制系统检测到大型板类零件与位姿调整装置连接处的倾斜角度后，从而根据现场实际安装情况，将其进行转换与分解成每个位姿调整装置的位姿调整数据，然后，进入步骤s63；
[0167]
s63，各装置液压缸目标行程计算：根据大型板类零件的外形尺寸，以及每个位姿调整装置的安装位置尺寸、倾斜角度，计算各装置x、y和z三个轴线上液压缸的目标行程，如图14所示为大型板类零件竖直平面内单轴线调整示意图，如图15所示为大型板类零件水平面内两轴线调整示意图，大型板类零件由四个位姿调整装置共同调整，大型板类零件在竖直平面内倾斜，且与水平线倾斜角度为α，大型板类零件的长度为l，虚线为大型板类零件的
目标调整位置，以左边的两个位姿调整装置为一组，右边的两个位姿调整装置为另一组，则通过计算可知，左边的两个位姿调整装置不需要调整，右边的两个位姿调整装置的连接处需要在z轴举升，且举升行程为αl，因此，在此种工况下，从图15中左上角开始沿顺时针依次排列的四个位姿调整装置的竖直z轴液压缸的目标行程分别为0、αl、0和αl，其他液压缸的目标行程均为0；如图15，大型板类零件，在水平内逆时针旋转θ角，大型板类零件的长度为l、宽度为w，虚线为大型板类零件的目标调整位置，则通过计算可知，图15中左上角的位姿调整装置不需要调整，左上角的位姿调整装置的水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的目标行程分别为0、0和0，右上角的水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的目标行程分别为θl、0和0，左下角的位姿调整装置的水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的目标行程分别为0、θw和0，右下角的位姿调整装置的水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的目标行程分别为θl、θw和0；然后，进入步骤s64；
[0168]
s64，位姿调整：总控制系统将计算出的每个位姿调整装置的水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的目标行程通过无线发送至每个位姿调整装置的控制器，当位姿调整装置的控制器接收到水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的目标行程后，为了保证控制精度，以水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的顺序进行调节；大型板类零件自动调整装置的三轴线调整控制流程，其步骤如下：
[0169]
s641，通过位移传感器一检测水平x轴液压缸的实际位移s
xa
，将水平x轴液压缸的目标位移s
xm
实际位移s
xa
作差可得误差e
x
，将误差e
x
经神经网络-专家pid运算后，获得输出u
x1
，然后进入判别模式，判别模式分为两种：当e
x
＞20％sxm时，控制器向液压泵组一发送控制信号，其大小为u
x2
，u
x2
＝k1u
x1
，k1为液压泵组一的主伺服电机的调节系数，k1能够根据水平x轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀一发送控制信号，使电磁换向阀一动作，液压泵组一的伺服电机采用大功率伺服电机；当e
x
≤20％s
xm
时，控制器向液压泵组二的辅助伺服电机的发送控制信号，其大小为u
x2
，u
x2
＝k2u
x1
，k2为液压泵组二的辅助伺服电机调节系数，k2能够根据水平x轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀一发送控制信号，使电磁换向阀一动作，当达到x轴目标位移s
xm
时，控制器控制电磁换向阀一动作，液压锁一切换为锁定状态，水平x轴液压缸的活塞杆停止动作；
[0170]
s642，通过位移传感器二检测水平y轴液压缸的实际位移s
ya
，将水平y轴液压缸的目标位移s
ym
与实际位移s
ya
作差可得误差ey，将误差ey经神经网络-专家pid运算后，获得输出u
y1
，然后进入判别模式，判别模式分别为两种：当ey＞20％s
ym
时，控制器向液压泵组一发送控制信号，其大小为u
y2
，u
y2
＝k3u
y1
，k3为液压泵组一的主伺服电机的调节系数，k3能够根据水平y轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀二发送控制信号，使电磁换向阀二动作，液压油进入到水平y轴液压缸中，水平y轴液压缸活塞杆快速动作，当ey≤20％s
ym
时，控制器向液压泵组二中的辅助伺服电机发送控制信号，其大小为u
y2
，u
y2
＝k4u
y1
，k4为液压泵组二中的辅助伺服电机的调节系数，k4能够根据水平y轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀二发送控制信号，使电磁换向阀二动作，液压有进入到水平y轴液压缸中，水平y轴液压缸活塞杆精确动作，当达到x轴目标位移s
ym
，控制器控制电磁换向阀二动作，液压锁二切换为锁定状态，水平y轴液压缸的活塞杆停止动作；
[0171]
s643，通过位移传感器三检测竖直z轴液压缸的实际位移s
za
，将竖直z轴液压缸的目标位移s
zm
与实际位移s
za
作差可得误差ez，将误差ez经神经网络-专家pid运算后，获得输
出u
z1
，然后进入判别模式，判别模式分别为两种：当ez＞20％s
zm
时，控制器向液压泵组一的主伺服电机的发送控制信号，其大小为uz2，u
z2
＝k5u
z1
，k5为液压泵组一的主伺服电机的调节系数，k5能够根据竖直z轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀三发送控制信号，使电磁换向阀三动作，液压油进入到竖直z轴液压缸中，竖直z轴液压缸活塞杆快速动作；当ez≤20％s
zm
时，控制器向液压泵组二的辅助伺服电机的发送控制信号，其大小为u
z2
，u
z2
＝k6u
z1
，k6为液压泵组二的辅助伺服电机调节系数，k6能够根据竖直z轴液压缸实际情况进行调节，同时，控制器向电磁换向阀三发送控制信号，使电磁换向阀三动作，液压有进入到竖直z轴液压缸中，竖直z轴液压缸活塞杆精确动作，当达到z轴目标位移s
zm
时，控制器控制电磁换向阀三动作，液压锁三切换为锁定状态，竖直z轴液压缸的活塞杆停止动作。
[0172]
s7，位姿判断：每个位姿调整装置的控制器将倾角传感器的倾斜角度信号进行提取，并反馈至总控制系统，总控制系统通过判断大型板类零件与位姿调整装置连接处的倾角，判断是否全部完成位姿调整，如若未完成，则进入步骤s64；如若完成，则进入步骤s9；
[0173]
s8，控制器接收到的命令是手动时，通过人工判断是否能通过左自动轮组和右自动轮组驱动位姿调整装置移动，如果能，则每一个人控制一个位姿调整装置上控制器对应的遥控器，控制左自动轮组和右自动轮组驱动位姿调整装置运动，多个遥控器同时控制多个位姿调整装置同步运动，如果不能，则通过人工推动位姿调整装置进行移动，多个位姿调整装置同时移动将大型板类零件移动至目标位置；
[0174]
具体的，步骤s8包括以下步骤：
[0175]
s81，手动遥控模式：当自动遥控模式失效或现场工况复杂，需要手动遥控模式时，在总操控台上按下手动模式按钮，进入手动遥控模式，然后进入步骤s82；
[0176]
s82，人工遥控行走驱动：通过人工判断大型板类零件的目标位置，确定行驶路径，仍然将行驶路径分为若干段进行控制，若位姿调整装置分别为四个、六个、八个等，则需要每人控制一个位姿调整装置的遥控器，所有位姿调整装置同时驱动，完成每一段行驶路径，然后进入步骤s83；
[0177]
s83，判断是否达到位姿可调位置：通过人工判断大型板类零件是否运行到目标位置，并且位姿是否能够通过位姿调整装置进行调节，从而达到目标位姿，如若未达到目标位置，则进入步骤s82；如若达到目标位置，则进入步骤s84；
[0178]
s84，人工调节各位姿调整装置的位姿：人工每人控制一个位姿调整装置的遥控器，人工按顺序先后按下水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸的操作按钮，使水平x轴液压缸、水平y轴液压缸和竖直z轴液压缸按顺序达到目标位置，然后，进入步骤s85；
[0179]
s85，人工检测大型板类零件是否完成位姿调整：通过人工在大型板类零件周围进行观看检测，检查是否完成位姿调整，如若完成，则进入步骤s9；如若未完成，则进入步骤s84；
[0180]
s9，人工撤去全部位姿调整装置，完成大型板类零件的安装。
[0181]
上述的神经网络-专家pid包括以下步骤：
[0182]
将误差e(k)进行参数储存与转换，分别储存当前误差e(k)、前一个误差e(k-1)和前二个误差e(k-2)，然后通过以下公式进行计算输出u(k)：
[0183][0184][0185]
w1(k)＝w1(k-1) ηix
12
(k)u(k)；
[0186]
w2(k)＝w2(k-1) η
p
x1(k)x2(k)u(k)；
[0187]
w3(k)＝w3(k-1) ηdx1(k)x3(k)u(k)；
[0188]
x1(k)＝e(k)；
[0189]
x2(k)＝e(k)-e(k-1)；
[0190]
x3(k)＝e(k)-2e(k-1) e(k-2)；
[0191]
上式中，kh为神经元比例系数，ηi为积分的学习速率，η
p
为积比例的学习速率，ηd为微分的学习速率。
[0192]
在不同的工况下调节kh、ηi、η
p
和ηd，能够获得不同的控制效果，进一步，为了获得更好的调节效果，根据误差x1(k)和误差变化率x2(k)，将调节区域进行了划分，根据所划分的区域调节kh、ηi、η
p
和ηd四个参数值；专家系统区域共分为四个区域为ⅰ、ⅱ、ⅲ和ⅳ，x
11
、x
12
、-x
11
、和-x
12
分别误差设定值，能够根据实际情况进行调节，区域划分原则如下：
[0193]
区域ⅰ：当-x
11
＜x1(k)＜x
11
时，参数kh尽可能小，设置范围为0～0.1；ηi尽可能小，设置范围为0～0.3；η
p
和ηd均设置为0；此时，神经网络-专家pid的输出为u(k)＝u(k)；
[0194]
区域ⅱ：当x1(k)＜-x
12
或x1(k)＞x
12
时，四个调节参数kh、ηi、η
p
和ηd均设置为0，神经网络-专家pid的输出为u(k)＝u
max
，此时，u
max
为输出对象的输入信号最大值；
[0195]
区域ⅲ：当x1(k)x2(k)＞0时，且x
11
＜x1(k)＜x
12
或-x
12
＜x1(k)＜x
12
，参数kh尽可能大，设置范围为0.6～0.8；ηi尽可能小，设置范围为0～0.1；η
p
尽可能大，设置范围为0.8～1.0；ηd设置为0；此时，神经网络-专家pid的输出为u(k)＝u(k)；
[0196]
区域ⅳ：当x1(k)x2(k)＜0时，且x
11
＜x1(k)＜x
12
或-x
12
＜x1(k)＜x
12
，参数kh尽适中，设置范围为0.4～0.6；ηi尽可能小，设置范围为0～0.1；η
p
设置范围为0；ηd尽可能小，设置范围为0～0.1；此时，神经网络-专家pid的输出为u(k)＝u(k)。
[0197]
本发明的有益效果是，本发明的大型板类零件自动调整装置的控制系统及其控制方法具有以下优点：
[0198]
1、针对大型板类零件以及超大型板类零件，能够根据大型板类零件的大小、尺寸等参数遥控器，能够采用了四个、六个、八个，甚至更多个位姿调整装置进行协调控制，并采用总控制系统-分遥控器的集中-分散控制系统的控制方法，增加了控制系统柔性，有效提高了控制效率，使得位姿调整装置能够模块化、批量化生产。
[0199]
2、针对大型板类零件在行走、运输、位姿调整等过程中复杂多变的工况，大型板类零件自动调整装置采用了手动-自动一体化控制系统，能够将自动控制系统和手动控制系统进行随机结合，根据现场实际工况进行合理切换，从而增强了控制系统的灵活性，提高了大型板类零件的安装效率。
[0200]
3、针对大型板类零件在安装过程中运输困难，本发明采用了自动行走模式控制系统，能够根据大型板类零件的初始位置、目标位置进行计算和规划行走路径，根据行走路径
选择前进模式、后退模式、左转弯模式和右转弯模式等，从而自动完成大型板类零件搬运工作，提高了安装效率，减少了劳动力。
[0201]
4、大型板类零件在安装过程中，无论是在水平面内，还是在竖直平面内，位姿均易产生倾斜、扭转等变化，本发明通过将大型板类零件的位姿变化转化分解为每个位姿调整装置的竖直z轴液压缸、水平y轴液压缸和水平x轴液压缸的调整位移值，从而通过闭环驱动竖直z轴液压缸、水平y轴液压缸和水平x轴液压缸，完成大型板类零件的位姿的自动调整，从而提高位姿调整的快速性，提高了安装精度。
[0202]
5、本发明在自动行走闭环控制系统和位姿调整闭环控制系统中，采用了神经网络-专家系统pid控制算法，根据误差和误差变化率的划分范围，通过神经网络算法，有效提高了pid参数调节速率，从而提高了自动行走闭环控制系统和位姿自动调整闭环控制系统的快速性和准确性。
[0203]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全能够在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。