液壓挖掘機鏟斗軌跡控制器SOC原型研究.pdf

1、當(dāng)今液壓挖掘機機器人化已成為國內(nèi)外研究的熱點，并在實際應(yīng)用中逐步體現(xiàn)出其優(yōu)勢。本文在此背景下，結(jié)合最新出現(xiàn)的片上系統(tǒng)(SOC)技術(shù)，對液壓挖掘機鏟斗軌跡控制器原型進行了研究。 論文首先對液壓挖掘機運動學(xué)進行了分析，考慮到采用數(shù)字PID控制方法會導(dǎo)致參數(shù)調(diào)節(jié)難度大的缺點，選取基于遞推增量控制的軌跡控制算法。在實際控制中液壓挖掘機的減壓比例閥動態(tài)特性可以忽略，因而得到減壓比例閥近似電流-流量模型，為半實物仿真中電流到工作裝置狀態(tài)轉(zhuǎn)化

2、提供了理論基礎(chǔ)。 軌跡控制器本質(zhì)上屬于運動控制器，其設(shè)計上采用SOC技術(shù)相比傳統(tǒng)的嵌入式開發(fā)，具有更低的功耗，更高的性價比和更快的上市時間，能提高系統(tǒng)整機的性能，降低了成本和體積。常見的SOC設(shè)計方法有基于IP核和基于平臺兩種，本文對兩種方法進行了對比，指出采用基于平臺的設(shè)計方法，在完全可編程環(huán)境下既具有基于平臺設(shè)計方法的降低設(shè)計復(fù)雜度的優(yōu)點，又具有基于IP核設(shè)計方法的高靈活性。 通過上述分析，本文采用基于平臺的SOC設(shè)

3、計方法，對液壓挖掘機軌跡控制器進行研究。在Altera，公司推出的可編程平臺Stratix開發(fā)板(可配置Nios Ⅱ軟核CPU)上實現(xiàn)了軌跡控制器原型系統(tǒng)：Excavator Controller。根據(jù)實際控制需求，采用軟硬件協(xié)同設(shè)計的方法，在SOC開發(fā)環(huán)境中研究和設(shè)計了相關(guān)IP核，并將各IP核最終都綜合到軟核CPU Nios Ⅱ中，從而Excavatoi Controller將控制器的絕大部分功能在單個芯片上實現(xiàn)，具有低功耗、小體積等