滑移裝載機運動控制模型及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、滑移裝載機是工程機械中的小型多功能裝載車輛，主要用于狹小空間中各種物料的裝載作業(yè)。在工程機械機器人化和需要擴大其使用范圍的背景下，本文以實現(xiàn)滑移裝載機的精確運動控制和較高的工作效率為目標(biāo)，基于與湖南駿舁機械制造有限公司合作研制的“特種滑移裝載機”項目平臺研究滑移裝載機的運動控制系統(tǒng)，主要工作如下：
　　 1、根據(jù)本文的研究需要，建立了滑移裝載機運動控制系統(tǒng)實驗平臺，明確了滑移裝載機運動控制系統(tǒng)的功能規(guī)劃，確定了滑移裝載機液壓驅(qū)動

2、系統(tǒng)的改造方案，并闡述了控制系統(tǒng)的總體方案。
　　 2、建立了滑移裝載機的運動學(xué)和動力學(xué)逆解模型，運動學(xué)模型明確了鏟斗尖的期望軌跡與執(zhí)行元件的位移(轉(zhuǎn)角)的關(guān)系，為軌跡規(guī)劃提供理論基礎(chǔ)；動力學(xué)逆解模型推導(dǎo)出了運動過程中執(zhí)行元件所需的驅(qū)動力(力矩)，為電液驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計和控制提出理論依據(jù)；同時在運動學(xué)模型的基礎(chǔ)上完成了鏟斗尖期望軌跡所對應(yīng)的各執(zhí)行元件的運動規(guī)劃，為運動控制的研究奠定基礎(chǔ)。
　　 3、運用功率鍵合圖法建立了滑移

3、裝載機的電液驅(qū)動系統(tǒng)模型，推導(dǎo)出了系統(tǒng)的狀態(tài)方程，作為本文控制策略選擇和系統(tǒng)設(shè)計的重要依據(jù)；為了完善本文所建的模型，在電液驅(qū)動模型中補償了執(zhí)行元件摩擦力，并創(chuàng)新性地將驅(qū)動輪打滑率估計和整機重心估計整合到滑移裝載機的運動系統(tǒng)模型中。
　　 4、針對在滑移裝載機運動控制系統(tǒng)中運用一般的控制算法精度低的問題，本文采用自適應(yīng)模糊滑?？刂撇呗裕O(shè)計了動臂比例閥控缸系統(tǒng)自適應(yīng)模糊滑模控制器；運用MATLAB-SIMULINK工具箱，對滑移裝

4、載機運動控制系統(tǒng)進行仿真分析，仿真結(jié)果表明，自適應(yīng)模糊滑?？刂扑惴ㄏ鄬ID算法具備較高的軌跡跟蹤精度和速度及更強的魯棒性能，證明了本文所建立的運動系統(tǒng)模型和電液驅(qū)動系統(tǒng)模型的正確性及滑移裝載機運動控制系統(tǒng)的有效性，同時也證明了本文所建的運動參數(shù)估計模型的正確性和實際應(yīng)用價值。
　　 5、基于ZHL3210滑移裝載機實驗平臺對滑移裝載機工作裝置運動控制系統(tǒng)進行實驗研究，實驗結(jié)果證明了本文所建的液壓缸長度與關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角關(guān)系模型和工作裝