液壓挖掘機(jī)器人工作裝置運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、液壓挖掘機(jī)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(jī)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(qiáng)度，挖掘機(jī)器人無疑是未來的發(fā)展方向。對(duì)挖掘機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)挖掘的基礎(chǔ)，因此，本課題主要對(duì)挖掘機(jī)器人工作裝置的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，目標(biāo)是在給定鏟斗期望運(yùn)動(dòng)軌跡的情況下，對(duì)挖掘機(jī)的工作裝置的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)期望軌跡跟蹤。 本文利用機(jī)器人技術(shù)、理論力學(xué)、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(duì)挖掘機(jī)器人工作裝置的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，主要有下面三個(gè)方面： 1．常規(guī)挖掘機(jī)的機(jī)器人技術(shù)改造。提出了對(duì)常規(guī)挖掘機(jī)進(jìn)行機(jī)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(jī)器人能夠滿足挖掘作業(yè)要求并適應(yīng)工程機(jī)械惡劣的工作環(huán)境。 2．挖掘機(jī)器人工作裝置的完整模型的研究。運(yùn)動(dòng)學(xué)模型將鏟斗的目標(biāo)軌跡與工作裝置的目標(biāo)轉(zhuǎn)角序列、液壓缸的長度序列聯(lián)系起來，從而獲得了對(duì)鏟斗軌跡進(jìn)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(dòng)力學(xué)模型，明確了各工作臂連桿的受力情況和動(dòng)態(tài)特性，可以為設(shè)計(jì)和控制提出理論依據(jù)；本文首次將LUDV負(fù)荷傳感變量泵系統(tǒng)應(yīng)用到挖掘機(jī)器人上，并在對(duì)整個(gè)電液比例系統(tǒng)的工作機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)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(duì)電液系統(tǒng)的強(qiáng)非線性、參數(shù)不確定性、外界干擾等特點(diǎn)，將滑?？刂婆c模糊控制有機(jī)地結(jié)合起來，它既有滑?？刂启敯粜院煤晚憫?yīng)快的優(yōu)