挖掘機(jī)軌跡智能控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、挖掘機(jī)械是工程建設(shè)項(xiàng)目中不可缺少的施工設(shè)備，是國(guó)家重要基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目的有力保證。一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)和使用挖掘機(jī)械的能力，在一定程度上可以說(shuō)是一個(gè)國(guó)家工程建設(shè)能力的體現(xiàn)，而且能夠體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家重工業(yè)的發(fā)展水平。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目增加，國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)于能源和礦石等基礎(chǔ)原料的需求不斷加劇，推動(dòng)了挖掘機(jī)的生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)入了高速增長(zhǎng)期。自從中國(guó)加入WTO，隨著中國(guó)放開(kāi)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，生產(chǎn)挖掘機(jī)的國(guó)際化大企業(yè)逐漸占據(jù)中國(guó)工程機(jī)械的大多數(shù)市場(chǎng)，對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)

2、和研究機(jī)構(gòu)的生存和發(fā)展都提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。為此，應(yīng)用本研究所的WS-005挖掘機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行挖掘過(guò)程自動(dòng)化、智能化的研究，為實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化和工作過(guò)程的智能化準(zhǔn)備理論依據(jù)和積累試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 本論文主要完成了以下幾方面的工作：(1)通過(guò)總結(jié)基本挖掘軌跡規(guī)律，合理分析鋼絲繩的非線性形變，建立了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和非線性動(dòng)力學(xué)方程。 (2)根據(jù)交流異步電機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩關(guān)系，建立了交流電機(jī)變頻調(diào)速軌跡控制系統(tǒng)。 (3)提

3、出了挖掘軌跡的規(guī)劃和插補(bǔ)算法。利用雙電機(jī)協(xié)同運(yùn)動(dòng)并結(jié)合插補(bǔ)算法，實(shí)現(xiàn)了理想挖掘軌跡計(jì)算。 (4)利用模糊自適應(yīng)PID算法，建立了挖掘軌跡智能控制器。通過(guò)仿真分析得出了模糊自適應(yīng)PID控制器較傳統(tǒng)PID控制器更良好的魯棒性和更快速的跟蹤性能。 (5)完成挖掘機(jī)軌跡智能控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)。根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)分析結(jié)果，建立了軌跡控制過(guò)程所需的數(shù)據(jù)檢測(cè)采集、機(jī)械執(zhí)行等硬件環(huán)節(jié)。利用MicrosoftVisualC++強(qiáng)大