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文檔簡介
1、液壓挖掘機的半自動控制系統(tǒng)液壓挖掘機的半自動控制系統(tǒng)摘要摘要開發(fā)出了一種應(yīng)用于液壓挖掘機的半自動控制系統(tǒng)。采用該系統(tǒng),即使是不熟練的操作者也能容易和精確地操控液壓挖掘機。構(gòu)造出了具有控制器的液壓挖掘機的精確數(shù)學(xué)控制模型,同時通過模擬實驗研發(fā)出了其控制算法,并將其應(yīng)用在液壓挖掘機上,由此可以估算出它的工作效率。依照此法,可通過正反饋及前饋控制、非線性補償、狀態(tài)反饋和增益調(diào)度等各種手段獲得較高的控制精度和穩(wěn)定性能。自然雜志2001版權(quán)所有關(guān)
2、鍵詞:施工機械;液壓挖掘機;前饋;狀態(tài)反饋;操作1引言引言液壓挖掘機,被稱為大型鉸接式機器人,是一種施工機械。采用這種機器進行挖掘和裝載操作,要求司機要具備高水平的操作技能,即便是熟練的司機也會產(chǎn)生相當大的疲勞。另一方面,隨著操作者年齡增大,熟練司機的數(shù)量因而也將會減少。開發(fā)出一種讓任何人都能容易操控的液壓挖掘機就非常必要了[15]。液壓挖掘機之所以要求較高的操作技能,其理由如下。1.液壓挖掘機的操作,至少有兩個操作手柄必須同時操作并且
3、要協(xié)調(diào)好。2.操作手柄的動作方向與其所控的臂桿組件的運動方向不同。例如,液壓挖掘機的反鏟水平動作,必須同時操控三個操作手柄(動臂,斗柄,鏟斗)使鏟斗的頂部沿著水平面(圖1)運動。在這種情況下,操作手柄的操作表明了執(zhí)行元件的動作方向,但是這種方向與工作方向不同。如果司機只要操控一個操作桿,而其它自由桿臂自動的隨動動作,操作就變得非常簡單。這就是所謂的半自動控制系統(tǒng)。2.1動態(tài)模型[6]假定每一臂桿組件都是剛體,由拉格朗日運動方程可得以下表
4、達式:其中g(shù)是重力加速度;θi鉸接點角度;τi是提供的扭矩;li組件的長度;lgi轉(zhuǎn)軸中心到重心之距;mi組件的質(zhì)量;Ii是重心處的轉(zhuǎn)動慣量(下標i=13依次表示動臂,斗柄,鏟斗)。2.2挖掘機模型每一臂桿組件都是由液壓缸驅(qū)動,液壓缸的流量是滑閥控制的,如圖3所示??勺魅缦录僭O(shè):1.液壓閥的開度與閥芯的位移成比例。2.系統(tǒng)無液壓油泄漏。3.液壓油流經(jīng)液壓管道時無壓力損失。4.液壓缸的頂部與桿的兩側(cè)同樣都是有效區(qū)域。在這個問題上,對于每一
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