液壓挖掘機器人工作裝置運動控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、液壓挖掘機在礦山、建筑業(yè)等領(lǐng)域中有著重要的地位。為了提高挖掘機的工作效率、改善其工作特性、縮短循環(huán)周期、降低能源消耗、改善工作環(huán)境及減輕操作強度，挖掘機器人無疑是未來的發(fā)展方向。對挖掘機工作裝置的運動控制是實現(xiàn)自動挖掘的基礎(chǔ)，因此，本課題主要對挖掘機器人工作裝置的運動控制系統(tǒng)進行研究，目標是在給定鏟斗期望運動軌跡的情況下，對挖掘機的工作裝置的運動進行控制，實現(xiàn)對期望軌跡跟蹤。 本文利用機器人技術(shù)、理論力學、液壓控制技術(shù)、變結(jié)構(gòu)控

2、制理論和模糊控制理論對挖掘機器人工作裝置的運動控制系統(tǒng)進行研究，主要有下面三個方面： 1．常規(guī)挖掘機的機器人技術(shù)改造。提出了對常規(guī)挖掘機進行機器人化技術(shù)改造的方法及其軟硬件結(jié)構(gòu)，改造后的挖掘機器人能夠滿足挖掘作業(yè)要求并適應(yīng)工程機械惡劣的工作環(huán)境。 2．挖掘機器人工作裝置的完整模型的研究。運動學模型將鏟斗的目標軌跡與工作裝置的目標轉(zhuǎn)角序列、液壓缸的長度序列聯(lián)系起來，從而獲得了對鏟斗軌跡進行規(guī)劃的方法：利用牛頓一歐拉方程建立

3、工作裝置的動力學模型，明確了各工作臂連桿的受力情況和動態(tài)特性，可以為設(shè)計和控制提出理論依據(jù)；本文首次將LUDV負荷傳感變量泵系統(tǒng)應(yīng)用到挖掘機器人上，并在對整個電液比例系統(tǒng)的工作機理進行詳細研究的基礎(chǔ)上，推導出了其完整的空間狀態(tài)方程，它是確定控制策略的重要依據(jù)。 3．基于模糊滑模的力與位置混合控制系統(tǒng)的研究。針對電液系統(tǒng)的強非線性、參數(shù)不確定性、外界干擾等特點，將滑模控制與模糊控制有機地結(jié)合起來，它既有滑?？刂启敯粜院煤晚憫?yīng)快的優(yōu)