混凝土泵車靈巧機械臂運動控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、本文針對現(xiàn)有國產(chǎn)長臂架泵車普遍存在的智能操控問題，在工程機械領(lǐng)域內(nèi)首次提出靈巧機械臂概念，從運動控制的角度研究適合臂架精準隨動操控的軌跡規(guī)劃算法、臂架末端位置控制方法和非線性時滯補償算法。具體研究內(nèi)容及研究結(jié)論可概述為以下幾個方面：
　　建立泵車正向運動學(xué)模型和逆向運動學(xué)模型，對泵車臂架進行運動學(xué)分析。通過 Simulink建立泵車運動規(guī)劃仿真系統(tǒng)，根據(jù)路徑最優(yōu)、能量最省、液壓供油最省等目標原則進行泵車臂架軌跡規(guī)劃研究。
　

2、　將臂架軌跡規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為一定約束條件下的多目標優(yōu)化問題，提出一種基于梯度投影-遺傳算法的臂架軌跡規(guī)劃方法，該方法兼顧遺傳算法和梯度投影算法的優(yōu)點，在滿足臂架轉(zhuǎn)角約束的情況下，以臂架關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角絕對值之和最小為優(yōu)化約束條件，實現(xiàn)泵車臂架的全局最優(yōu)軌跡規(guī)劃，仿真及性能對比實驗驗證該軌跡規(guī)劃方法的有效性。
　　針對現(xiàn)有泵車臂架無法實現(xiàn)末端位置精準控制的問題，開發(fā)一套新的數(shù)字式臂架油缸，利用油缸內(nèi)置的磁致伸縮位移傳感器實時檢測臂架油缸位移量

3、，根據(jù)油缸位移實際值與給定值之間的偏差，調(diào)整單節(jié)臂位置控制器，實現(xiàn)臂架油缸位置精準控制，進而通過多臂協(xié)調(diào)聯(lián)動實現(xiàn)臂架末端位置的閉環(huán)控制。
　　基于模糊自整定PID（Proportional-Integral-Derivative）控制策略實現(xiàn)閥控缸位置控制，利用模糊邏輯實時調(diào)整 PID控制器參數(shù)，以應(yīng)對系統(tǒng)特征變化或外界擾動，仿真及外場試驗驗證模糊自整定 PID控制器在油缸位置跟蹤和速度跟蹤方面的有效性。
　　基于臂架末端振