液壓挖掘機(jī)器人軌跡跟蹤綜合控制策略方案研究.pdf

1、本文主要描述了液壓挖掘機(jī)器人的軌跡規(guī)劃優(yōu)化及其軌跡跟蹤控制方法。介紹了國(guó)內(nèi)外液壓挖掘機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)的最新研究進(jìn)展，并針對(duì)我所的WY3．5型多功能液壓挖掘機(jī)器人，分析了當(dāng)前在軌跡跟蹤控制研究中存在的問題，提出了本課題的研究方向和主要任務(wù)。最后根據(jù)提出的挖掘機(jī)器人軌跡跟蹤控制綜合策略，進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析。主要研究了下面幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1．提出了一種規(guī)劃和控制相集成的綜合控制策略。在傳統(tǒng)的軌跡規(guī)劃器中，加入軌跡優(yōu)化模塊；在關(guān)

2、節(jié)伺服控制中，采用基于規(guī)則的智能PID控制策略；在泵控制中，采用改進(jìn)的負(fù)流量節(jié)能控制技術(shù)，以達(dá)到在不損失液壓挖掘機(jī)器人跟蹤效率的前提下提高軌跡跟蹤的平穩(wěn)性和軌跡跟蹤精度。 2．針對(duì)傳統(tǒng)的軌跡規(guī)劃策略存在的單純以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡為目的、缺乏對(duì)液壓系統(tǒng)操作平穩(wěn)性和節(jié)能效果綜合考慮的缺陷，提出了一種綜合考慮液壓系統(tǒng)操作平穩(wěn)性和節(jié)能效果的規(guī)跡規(guī)劃優(yōu)化方法，建立了相應(yīng)的系統(tǒng)模型，開發(fā)了相應(yīng)的規(guī)跡規(guī)劃優(yōu)化軟件。達(dá)到減小油缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)所引起的劇烈振

3、動(dòng)和抖動(dòng)現(xiàn)象，從而使操作過程更加平穩(wěn)和獲得更好的節(jié)能效果，并符合實(shí)際切削角度的要求。 3．關(guān)節(jié)伺服控制算法研究。由于傳統(tǒng)的數(shù)字PID控制算法，無法滿足對(duì)挖掘機(jī)器人軌跡跟蹤精度以及操作平穩(wěn)性的要求，提出了基于規(guī)則的智能PID控制策略。在ADμC812單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)了該控制算法，并實(shí)際運(yùn)用于液壓挖掘機(jī)器人。同時(shí)也介紹了一種新穎的、對(duì)非線性系統(tǒng)有很強(qiáng)適應(yīng)性的TDC控制方法，并進(jìn)行了MATLAB仿真。 4．綜合策略試驗(yàn)。在我所的W