CN112903233B - 一种两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确控制的优化方法，该所述优化方法基于迎角机构和伺服控制***实现，所述迎角机构包括支杆、半弯刀机构、圆弧导轨、一级伺服油缸、二级伺服油缸，两级串联伺服油缸各级缸采用单独供油方式，油缸共配置了两套位置编码器并采用伺服***进行闭环控制。本发明主要用于解决某超声速风洞中，驱动迎角机构的两级串联伺服油缸采用按行程比例分配、直接定位的控制方法，导致迎角机构无法位置闭环，产生速度突变，不能精确定位的实际难题。

Description

一种两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法

技术领域

本发明属于机电液及自动化技术，涉及风洞试验中迎角机构的精确定位，具体涉及一种两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法。

背景技术

风洞试验数据式飞行器研制的重要支撑数据，其可以验证涉及方案的正确性和可行性。某超声速风洞是一座引射式暂冲直流超声速增压风洞，投放试验段是其一个特种试验段，可以用于CTS试验，投放试验等特种试验，投放机构是主要运动部件。

投放机构具有三自由度，采用笛卡尔坐标系定义。其中X向为风洞顺气流方向，Y向为模型升力方向，迎角α为试验模型绕Z向旋转方向，顺时针为正。投放机构由X向机构、Y向机构以及迎角机构构成。其中，迎角机构采用两级串联伺服油缸驱动。两级串联伺服油缸由两级组成，第二级油缸套在第一级油缸里面。

在前期设计中，两级串联伺服油缸一般采用按行程比例分配、直接定位的优化方法实现机构迎角的精确定位。但实际应用时，发现在某些角度范围内，迎角机构易发生无法位置闭环导致不能精确定位的问题，同时伴随有过度阶段速度突变的现象。经多次试验分析而知：两级串联伺服油缸为嵌套式结构，由内缸和外缸组成，其中内缸嵌套在外缸中，杆径较小，输出力不足；极限工况下，机构迎角在某些角度范围内运动时，内缸输出力特性不能满足实际需求，进而产生了机构无法位置闭环和速度突变的问题。

为实现迎角运动稳定控制和高精度定位，故需对两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位方法进行优化，以满足风洞试验要求，为飞行器研制提供精确的数据支撑。

发明内容

针对现有技术中驱动迎角机构的两级串联伺服油缸采用按行程比例分配、直接定位的优化方法，导致迎角机构无法位置闭环、产生速度突变、不能精确定位的实际难题，本发明提供了一种两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，该优化方法对现有两级串联伺服油缸驱动迎角机构的控制进行了相应的优化，实现迎角机构精确定位，确保机构平稳运行，无速度突变。

为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案。

一种两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，所述优化方法基于迎角机构和伺服控制***实现；所述迎角机构包括支杆、半弯刀机构、圆弧导轨、一级伺服油缸、二级伺服油缸，试验模型通过支杆安装于半弯刀机构上，一级伺服油缸作为外缸、二级伺服油缸作为内缸串联构成两级串联伺服油缸，两级串联伺服油缸与半弯刀机构铰链连接，两级串联伺服油缸驱动半弯刀机构沿圆弧导轨滑动从而带动试验模型绕模型旋转中心作旋转运动，实现模型迎角α的变化；所述伺服控制***包括油源***、一级伺服油缸伺服阀、二级伺服油缸伺服阀、PLC核心控制器、一级伺服油缸位置编码器、二级伺服油缸位置编码器；一级伺服油缸位置编码器、二级伺服油缸位置编码器分别安装于一级伺服油缸、二级伺服油缸上；PLC核心控制器通过位置反馈信号电缆分别与一级伺服油缸位置编码器、二级伺服油缸位置编码器相连接，PLC核心控制器还通过控制信号电缆分别与一级伺服油缸伺服阀、二级伺服油缸伺服阀相连；一级伺服油缸伺服阀、二级伺服油缸伺服阀通过进/回油管路分别与一级伺服油缸、二级伺服油缸相连接；油源***通过进/回油管路分别与一级伺服油缸伺服阀、二级伺服油缸伺服阀相连接；油源***为一级伺服油缸伺服阀、二级伺服油缸伺服阀供/回油，PLC核心控制器根据设定仰角控制一级伺服油缸、二级伺服油缸的进/回油流量，以实现一级伺服油缸、二级伺服油缸的精确定位，一级伺服油缸位置编码器、二级伺服油缸位置编码器分别检测一级伺服油缸、二级伺服油缸的行程并向PLC核心控制器实时传递行程数据；PLC核心控制器实时接收行程数据，用于位置控制闭环。

该优化方法包括以下步骤：

S1、根据迎角机构的设计，获得迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的函数关系α＝f(l)如下所示，并确定迎角机构的迎角α与两级串联伺服油缸总行程l设计参数取值范围：

式中，l₁、l₂分别为一级伺服油缸和二级伺服油缸行程，f为迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的关系准则，均由结构设计参数获得；

S2、通过调试前单动，获得迎角机构的迎角α与两级串联伺服油缸总行程l实际参数取值范围；

S3、根据迎角机构与两级串联伺服油缸结构形式，以及一、二级伺服油缸输出力参数，确定运行极限工况，所述极限工况为一、二级伺服油缸出力与半弯刀机构重力作用在半弯刀机构上的切向分力方向相反；

S4、在极限工况下，进行半弯刀机构受力分析：假设此工况下，由一、二级伺服油缸单独驱动半弯刀机构运动，获得迎角α与一、二级伺服油缸作用在迎角机构半弯刀上的切向合力f_T1、f_T2关系曲线；

S5、基于迎角α与一、二级伺服油缸作用在迎角机构半弯刀上的切向合力f_T1、f_T2关系曲线，对迎角α对应的两级串联伺服油缸总行程l进行初步分配，分配原则为：作为内缸的二级伺服油缸切向合力不能驱动机构运动时，则初步设定由一级油缸单独驱动迎角机构运动，其他区域由一、二级伺服油缸联动完成机构迎角定位；

S6、在S5基础上进一步优化，构建缓冲机制：设立机构迎角运行缓冲区[α₁α₂]，α₁<α₂，且均在步骤S2中获得迎角机构的迎角α实际取值范围。确定各区域内两级串联伺服油缸运动规则：当α<α₁时，由其中某一级伺服油缸单独驱动机构运行；当α>α₂时，由另一级伺服油缸单独驱动机构运行；当α₁≤α≤α₂时，两级伺服油缸联动；通过理论分析计算，最终确定各区域内两级串联伺服油缸运动规则；

S7、在迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的函数关系不变的情况下，采用高次曲线进行位置插补，以确保一、二级伺服油缸平缓运动，不产生速度突变；不断迭代优化，获得最终的机构迎角运行缓冲区[α₁α₂]；

S8、根据步骤S6、S7确定的各区域内两级串联伺服油缸运动规则和优化获得的缓冲区[α₁α₂]，并依据实际调试，选取迎角α和一、二级伺服油缸行程l₁、l₂对应位置点，嵌入到PLC控制器***中，进行曲线拟合；

S9、试验时，由PLC控制***根据目标角度进行曲线数值查询，并控制一、二级伺服油缸严格按曲线运行，进而实现机构迎角的精确定位，确保机构平稳运行，无速度突变。

上述两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，发明人对控制***在试验过程中的稳定性/控制精度等动态和稳态性能进行了大量分析，从而提出了上述可满足控制要求的优化方法。本发明以迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的关系α＝f(l)为基础，先后对迎角和油缸总行程的设计参数和实际参数进行确定，再根据迎角机构结构形式、油缸输出力特性确定极限工况，并对极限工况下半弯刀机构进行受力分析，由此进行两级串联伺服油缸总行程初步优化分配，并初步设定两级串联伺服油缸运动规则；进一步优化设立机构迎角运行缓冲区，设定各区域内两级串联伺服油缸运动规则，采用高次曲线进行位置插补，确保一、二级伺服油缸平缓运动，再结合调试不断迭代优化，获得最终的机构迎角运行缓冲区；再选取合适的迎角和一、二级伺服油缸行程对应位置点，嵌入到PLC控制器***中，由PLC控制器***按点位置进行精确定位，确保机构平稳运行，无速度突变。

上述两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，两级串联伺服油缸各级缸采用单独供油方式，以防止大小缸进油量无法控制而影响油缸运行的精准度；油缸采用伺服***进行闭环控制，可实现油缸运动位置的精确控制；油缸共配置了两套位置编码器，能够准确传递、检测各级油缸的行程，从而可解决迎角机构定位精度高的难题。

上述两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，一般情况下，所述迎角机构的迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的设计参数取值范围与实际参数取值范围不同。步骤S1中，设计参数取值范围是：-10°≤α≤40°、0mm≤l≤2274mm；当l＝0mm时，α＝-10°。步骤S2中，实际参数取值范围是：-9°≤α≤39°、49mm≤l≤2310mm。

上述两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，步骤S3中，所述输出力参数包括一级伺服油缸/二级伺服油缸的推出力和拉回力参数。

上述两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，在设计参数取值范围和实际参数取值范围的基础上，结合半弯刀机构受力分析情况，通常情况下，步骤S5中，依据步骤S4的受力分析，初步设定在-9°≤α≤-4°区域内，由一级伺服油缸单独驱动机构迎角由大变小运动；-4°<α≤39°范围内，由一、二级伺服油缸联动，实现机构迎角由大变小运动。而步骤S6中，α₁>-4°，α₁<α₂<39°。

上述两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，步骤S8、S9中，依据实际调试，选取一、二级伺服油缸行程对应位置点，嵌入到PLC控制器***中，由PLC控制器***进行曲线拟合；试验时，再根据目标迎角角度进行曲线数值查询，并控制一、二级伺服油缸严格按拟合曲线运行，进而实现机构迎角的精确定位。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案产生了以下有益的技术效果：

本发明提供的两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，根据机构迎角与两级串联伺服油缸总行程的位置运动关系，在对极限工况下的半弯刀机构进行受力分析基础上，提出构建一种缓冲机制，并确定各区域内两级串联伺服油缸运动规则；引入高次曲线进行位置插补，结合调试，不断迭代优化，获得最终的机构迎角运行缓冲区；依据实际调试，选取迎角和一、二级伺服油缸行程对应位置点，嵌入到PLC控制器***中，进行曲线拟合；试验时，由PLC控制器***严格控制一、二级伺服油缸按拟合曲线进行精确定位，进而完成机构迎角的精确定位。本发明有效解决了某超声速风洞采用两级串联嵌套式伺服油缸驱动迎角机构，因内缸杆径较小，输出力不足，引起的极限工况下，迎角机构在某些角度范围内运动时，产生的机构无法位置闭环和速度突变问题，保证了机构平稳运行，提高了机构运行安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本发明两级串联伺服油缸驱动迎角机构及伺服控制***示意图；

图2为本发明两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法流程示意图；

图3为迎角机构运动示意图；

图4为机构迎角由大到小运动时，半弯刀机构受力分析。其中：f_αT为油缸缩回力切向分力、f_mT为半弯刀重力切向分力、mg为半弯刀重力、α为迎角；

图5为机构迎角由大到小运动时，机构迎角α与一、二级伺服油缸作用在半弯刀上的切向合力f_T1、f_T2关系曲线(假设一、二级伺服油缸单独驱动迎角机构运动)。其中：f_T1、f_T2分别为一、二级伺服油缸作用在半弯刀上的切向合力；

图6为优化后的机构迎角α与一、二级伺服油缸行程l₁、l₂的拟合曲线。其中：l₁、l₂分别为一、二级伺服油缸行程；l为两级伺服油缸总行程。

附图标记说明：1、试验模型；2、支杆；3、半弯刀机构；4、一级伺服油缸；5、二级伺服油缸；6、圆弧导轨；7、模型旋转中心；8、油源***；9、一级伺服油缸伺服阀；10、二级伺服油缸伺服阀；11、一级伺服油缸伺服阀进/回油管路；12、二级伺服油缸伺服阀进/回油管路；13、一级伺服油缸进/回油管路；14、二级伺服油缸进/回油管路；15、PLC核心控制器；16、一级伺服油缸伺服阀控制信号电缆；17、二级伺服油缸伺服阀控制信号电缆；18、一级伺服油缸位置反馈信号电缆；19、二级伺服油缸位置反馈信号电缆；20、一级伺服油缸位置编码器；21、二级伺服油缸位置编码器。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

本实施例中，以超声速风洞三自由度投放机构中两级串联伺服油缸驱动迎角机构，并结合相应伺服控制***，对两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法进行说明。

某超声速风洞三自由度投放机构中两级串联伺服油缸驱动迎角机构及伺服控制***如图1所示。迎角机构包括试验模型1、支杆2、半弯刀机构3、一级伺服油缸4、二级伺服油缸5、圆弧导轨6。试验模型1通过支杆2安装于半弯刀机构3上，一级伺服油缸4作为外缸、二级伺服油缸5作为内缸串联构成两级串联伺服油缸，两级串联伺服油缸与半弯刀机构3铰链连接，两级串联伺服油缸驱动半弯刀机构3沿圆弧导轨6滑动从而带动试验模型1绕模型旋转中心7作旋转运动，实现试验模型1迎角α的变化。伺服控制***包括油源***8、一级伺服油缸伺服阀9、二级伺服油缸伺服阀10、一级伺服油缸伺服阀进/回油管路11、二级伺服油缸伺服阀进/回油管路12、一级伺服油缸进/回油管路13、二级伺服油缸进/回油管路14、PLC核心控制器15、一级伺服油缸伺服阀控制信号电缆16、二级伺服油缸伺服阀控制信号电缆17、一级伺服油缸位置反馈信号电缆18、二级伺服油缸位置反馈信号电缆19、一级伺服油缸位置编码器20、二级伺服油缸位置编码器21。

油源***8分别通过一级伺服油缸伺服阀进/回油管路11、二级伺服油缸伺服阀进/回油管路12为一级伺服油缸伺服阀9、二级伺服油缸伺服阀10供/回油。一级伺服油缸伺服阀9、二级伺服油缸伺服阀10分别通过一级伺服油缸进/回油管路13、二级伺服油缸进/回油管路14与一级伺服油缸4、二级伺服油缸5相连接。PLC核心控制器15分别通过一级伺服油缸伺服阀控制信号电缆16、二级伺服油缸伺服阀控制信号电缆17与一级伺服油缸伺服阀9、二级伺服油缸伺服阀10相连，精确控制进/回油流量，实现一级伺服油缸4、二级伺服油缸5的精确定位，进而实现试验模型1迎角的精确定位。PLC核心控制器15分别通过一级伺服油缸位置反馈信号电缆18、二级伺服油缸位置反馈信号电缆19与一级伺服油缸位置编码器20、二级伺服油缸位置编码器21相连，实时获得一级伺服油缸4、二级伺服油缸5的精确位置，用于位置控制闭环。

如图2所示，本发明以迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的关系α＝f(l)为基础，先后对迎角和油缸总行程的设计参数和实际参数进行确定，再根据迎角机构结构形式、油缸输出力特性确定极限工况，并对极限工况下半弯刀机构进行受力分析，由此进行两级串联伺服油缸总行程初步优化分配，并初步设定两级串联伺服油缸运动规则；进一步设立机构迎角运行缓冲区，设定各区域内两级串联伺服油缸运动规则，采用高次曲线进行位置插补，确保一、二级伺服油缸平缓运动，再结合调试不断迭代优化，获得最终的机构迎角运行缓冲区；再选取合适的迎角和一、二级伺服油缸行程对应位置点，嵌入到PLC控制器***中，由PLC控制器***按点位置进行精确定位。

某超声速风洞三自由度投放机构中两级串联伺服油缸驱动迎角机构的简化运动示意如图3所示，A为串联双级油缸根部固定旋转中心；O为半弯刀机构旋转中心；B为串联双级油缸与半弯刀机构的连接旋转点，绕O点作圆周运动；α为机构迎角；B₀为α＝0时B的位置点，此时获得迎角偏移量α₀；当B从B₀点运动至从B₁点时获得机构迎角α。图3中：OA＝4816.3mm、OB＝3115.9mm，当AB＝AB₀＝2020mm时，α＝0°，串联双级油缸缸体轴线与水平方向成10°夹角；当AB＝1751mm时，α＝-10°；-10°≤α≤40°、0mm≤l≤2274mm。

优化方法具体包括以下步骤：

S1、根据机构设计，获得机构迎角α与两级串联伺服油缸总行程l，以及总行程l与一、二级伺服油缸行l₁、l₂函数关系：

机构设计参数：-10°≤α≤40°、0mm≤l≤2274mm；当l＝0mm时，α＝-10°。

S2、由调试前单动，确定迎角机构实际参数：-9°≤α≤39°、49mm≤l≤2310mm；

S3、根据迎角机构结构形式，一级伺服油缸输出力参数(伸出566000N、缩回204000N)及二级伺服油缸输出力参数(伸出221000N、缩回106000N)分析：当机构迎角α由大变小，两级伺服油缸均作缩回运动时，两级伺服油缸输出力较小，且需克服半弯刀机构重力，故确定此种工况为极限工况。

S4、极限工况下，进行半弯刀机构运动受力分析，如图4所示。图4中：油缸与半弯刀机构的连接点处于B₀位置时机构迎角为0，处于B₁位置时机构迎角为α；当机构迎角α由大变小，油缸作缩回运动，油缸与半弯刀机构连接点处于B₁位置时，半弯刀机构所受的切向合力为f_T＝f_αT-f_mT。

根据半弯刀重量(6000kg)和一、二级伺服油缸缩回输出力参数(204000N、106000N)，假设一、二级伺服油缸单独驱动半弯刀机构运动，获得机构迎角α与的一、二级伺服油缸作用在半弯刀上的切向合力f_T1、f_T2关系曲线，如图5所示。由图5得出：在-9°≤α<-4°区域内，二级伺服油缸(内缸)切向合力不能驱动机构运动。

S5、基于以上获得的结论，初步设定在-9°≤α<-4°区域内，由一级伺服油缸单独驱动机构迎角由大变小运动；-4°≤α≤39°范围内，由一、二级伺服油缸联动，实现机构迎角由大变小运动。

S6、进一步优化，构建一种缓冲机制，设立机构迎角运行缓冲区[-4°0°]：当α<-4°时，由一级伺服油缸单独驱动机构运行；当-4°≤α≤0°时，两级伺服油缸联动；当0°<α≤39°时，由二级伺服油缸单独驱动机构运行。

S7、在机构迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的函数关系不变的情况下，采用二次拟合曲线进行位置插补，即可保证一、二级伺服油缸平缓运动，不产生速度突变；通过调试，并不断迭代优化，获得的机构迎角运行缓冲区为[14°21°]。

S8、通过调试，选取迎角α和一、二级伺服油缸行程l₁、l₂对应位置点嵌入到PLC控制器***中，由PLC控制器***进行曲线拟合，如图6所示。选取表1中的迎角α和一、二级伺服油缸行程l₁、l₂位置点嵌入到PLC控制器***中，由PLC控制器***进行曲线拟合。

S9、试验时，由PLC控制***根据目标角度进行曲线数值查询，并控制一、二级伺服油缸严格按曲线运行，进而实现机构迎角的精确定位，确保机构平稳运行，无速度突变。

表1迎角α和一、二级伺服油缸行程l₁、l₂对应位置点

通过上述优化方法，有效解决了某大型风洞两级串联伺服油缸驱动迎角机构，小角度范围内运动时，产生的机构无法位置闭环和速度突变的问题，实现了机构平稳、安全运行，机构迎角定位精度优于0.02°。

综上所述，本发明提供的两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，在迎角运动控制过程中，两级伺服油缸按照与迎角之间的位置运动关系，采用高次曲线进行位置插补，确保一、二级伺服油缸平缓运动；结合调试，不断迭代优化，获得最终的机构迎角运行缓冲区，并设定了各区域内两级串联伺服油缸运动规则，两级伺服油缸的运动在PLC核心控制器控制下完成，控制器按照控制策略完成模型迎角的精确定位。有效解决了某大型风洞采用两级串联嵌套式伺服油缸驱动迎角机构，因内缸杆径较小、输出力不足引起的极限工况下，迎角机构在某些角度范围内运动时，产生的机构无法位置闭环和速度突变问题，保证了机构平稳运行，提高了机构运行安全性。

Claims (7)

1.一种两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，其特征在于，所述优化方法基于迎角机构和伺服控制***实现，所述迎角机构包括支杆、半弯刀机构、一级伺服油缸、二级伺服油缸、圆弧导轨，试验模型通过支杆安装于半弯刀机构上，一级伺服油缸作为外缸、二级伺服油缸作为内缸串联构成两级串联伺服油缸，两级串联伺服油缸与半弯刀机构铰链连接，两级串联伺服油缸驱动半弯刀机构沿圆弧导轨滑动从而带动试验模型绕模型旋转中心作旋转运动，实现试验模型迎角α的变化；所述伺服控制***包括油源***、一级伺服油缸伺服阀、二级伺服油缸伺服阀、PLC核心控制器、一级伺服油缸位置编码器、二级伺服油缸位置编码器；一级伺服油缸位置编码器、二级伺服油缸位置编码器分别安装于一级伺服油缸、二级伺服油缸上；PLC核心控制器通过位置反馈信号电缆分别与一级伺服油缸位置编码器、二级伺服油缸位置编码器相连接，PLC核心控制器还通过控制信号电缆分别与一级伺服油缸伺服阀、二级伺服油缸伺服阀相连；一级伺服油缸伺服阀、二级伺服油缸伺服阀通过进/回油管路分别与一级伺服油缸、二级伺服油缸相连接；油源***通过进/回油管路分别与一级伺服油缸伺服阀、二级伺服油缸伺服阀相连接；油源***为一级伺服油缸伺服阀、二级伺服油缸伺服阀供/回油；PLC核心控制器根据设定迎 角α控制一级伺服油缸、二级伺服油缸的进/回油流量，以实现一级伺服油缸、二级伺服油缸的精确定位；一级伺服油缸位置编码器、二级伺服油缸位置编码器分别检测一级伺服油缸、二级伺服油缸的行程并向PLC核心控制器实时传递行程数据；PLC核心控制器实时接收行程数据，用于位置控制闭环；

所述优化方法包括以下步骤：

S1、根据迎角机构的设计，获得迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的函数关系α＝f(l)如下所示，并确定迎角机构的迎角α与两级串联伺服油缸总行程l设计参数取值范围：

式中，l₁、l₂分别为一级伺服油缸和二级伺服油缸行程，f为迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的关系准则，均由结构设计参数获得；

S2、通过调试前单动，获得迎角机构的迎角α与两级串联伺服油缸总行程l实际参数取值范围；

S3、根据迎角机构与两级串联伺服油缸结构形式，以及一、二级伺服油缸输出力参数，确定运行极限工况，所述极限工况为一、二级伺服油缸出力与半弯刀机构重力作用在半弯刀机构上的切向分力方向相反；

S4、在极限工况下，进行半弯刀机构受力分析：假设此工况下，由一、二级伺服油缸单独驱动半弯刀机构运动，获得迎角α与一、二级伺服油缸作用在迎角机构半弯刀上的切向合力f_T1、f_T2关系曲线；

S5、基于迎角α与一、二级伺服油缸作用在迎角机构半弯刀上的切向合力f_T1、f_T2关系曲线，对迎角α对应的两级串联伺服油缸总行程l进行初步分配，分配原则为：作为内缸的二级伺服油缸切向合力不能驱动机构运动时，则初步设定由一级油缸单独驱动迎角机构运动，其他区域由一、二级伺服油缸联动完成机构迎角定位；

S6、在S5基础上进一步优化，构建缓冲机制：设立机构迎角运行缓冲区[α₁α₂]，α₁<α₂，且均在步骤S2中获得迎角机构的迎角α实际取值范围：设定各区域内两级串联伺服油缸运动规则：当α<α₁时，由其中某一级伺服油缸单独驱动机构运行；当α>α₂时，由另一级伺服油缸单独驱动机构运行；当α₁≤α≤α₂时，两级伺服油缸联动；通过理论分析计算，最终确定各区域内两级串联伺服油缸运动规则；

S7、在迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的函数关系不变的情况下，采用高次曲线进行位置插补，以确保一、二级伺服油缸平缓运动，不产生速度突变；不断迭代优化，获得最终的机构迎角运行缓冲区[α₁α₂]；

S8、根据步骤S6、S7确定的各区域内两级串联伺服油缸运动规则和优化获得的缓冲区[α₁α₂]，并依据实际调试，选取迎角α和一、二级伺服油缸行程l₁、l₂对应位置点，嵌入到PLC控制器***中，进行曲线拟合；

S9、试验时，由PLC控制***根据目标角度进行曲线数值查询，并控制一、二级伺服油缸严格按曲线运行，进而实现机构迎角的精确定位，确保机构平稳运行，无速度突变。

2.根据权利 要求1所述的两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，其特征在于，所述迎角机构的迎角α与两级串联伺服油缸总行程l的设计参数取值范围与实际参数取值范围不同。

3.根据权利 要求2所述的两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，其特征在于，步骤S1中，设计参数取值范围是：-10°≤α≤40°、0mm≤l≤2274mm；当l＝0mm时，α＝-10°。

4.根据权利 要求2所述的两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，其特征在于，步骤S2中，实际参数取值范围是：-9°≤α≤39°、49mm≤l≤2310mm。

5.根据权利 要求1-4任一所述的两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，其特征在于，步骤S3中，所述输出力参数包括一级伺服油缸/二级伺服油缸的推出力和拉回力参数。

6.根据权利 要求1-4任一所述的两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，其特征在于，步骤S5中，依据步骤S4的受力分析，初步设定在-9°≤α≤-4°区域内，由一级伺服油缸单独驱动机构迎角由大变小运动；-4°<α≤39°范围内，由一、二级伺服油缸联动，实现机构迎角由大变小运动。

7.根据权利 要求1-4任一所述的两级串联伺服油缸驱动迎角机构精确定位的优化方法，其特征在于，步骤S6中，α₁>-4°，α₁<α₂<39°。

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