挖掘機軌跡智能控制系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、挖掘機械是工程建設(shè)項目中不可缺少的施工設(shè)備，是國家重要基礎(chǔ)建設(shè)項目的有力保證。一個國家生產(chǎn)和使用挖掘機械的能力，在一定程度上可以說是一個國家工程建設(shè)能力的體現(xiàn)，而且能夠體現(xiàn)一個國家重工業(yè)的發(fā)展水平。隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)項目增加，國民經(jīng)濟對于能源和礦石等基礎(chǔ)原料的需求不斷加劇，推動了挖掘機的生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)入了高速增長期。自從中國加入WTO，隨著中國放開國內(nèi)市場，生產(chǎn)挖掘機的國際化大企業(yè)逐漸占據(jù)中國工程機械的大多數(shù)市場，對國內(nèi)企業(yè)

2、和研究機構(gòu)的生存和發(fā)展都提出了嚴(yán)峻的考驗。為此，應(yīng)用本研究所的WS-005挖掘機試驗臺，進(jìn)行挖掘過程自動化、智能化的研究，為實現(xiàn)挖掘機設(shè)計的最優(yōu)化和工作過程的智能化準(zhǔn)備理論依據(jù)和積累試驗數(shù)據(jù)。 本論文主要完成了以下幾方面的工作：(1)通過總結(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)的運動學(xué)方程和非線性動力學(xué)方程。 (2)根據(jù)交流異步電機轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩關(guān)系，建立了交流電機變頻調(diào)速軌跡控制系統(tǒng)。 (3)提

3、出了挖掘軌跡的規(guī)劃和插補算法。利用雙電機協(xié)同運動并結(jié)合插補算法，實現(xiàn)了理想挖掘軌跡計算。 (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)完成挖掘機軌跡智能控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件開發(fā)。根據(jù)機械系統(tǒng)參數(shù)分析結(jié)果，建立了軌跡控制過程所需的數(shù)據(jù)檢測采集、機械執(zhí)行等硬件環(huán)節(jié)。利用MicrosoftVisualC++強大