混凝土泵車(chē)靈巧機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、本文針對(duì)現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)長(zhǎng)臂架泵車(chē)普遍存在的智能操控問(wèn)題，在工程機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)首次提出靈巧機(jī)械臂概念，從運(yùn)動(dòng)控制的角度研究適合臂架精準(zhǔn)隨動(dòng)操控的軌跡規(guī)劃算法、臂架末端位置控制方法和非線性時(shí)滯補(bǔ)償算法。具體研究?jī)?nèi)容及研究結(jié)論可概述為以下幾個(gè)方面：
　　建立泵車(chē)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對(duì)泵車(chē)臂架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。通過(guò) Simulink建立泵車(chē)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃仿真系統(tǒng)，根據(jù)路徑最優(yōu)、能量最省、液壓供油最省等目標(biāo)原則進(jìn)行泵車(chē)臂架軌跡規(guī)劃研究。
　

2、　將臂架軌跡規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一定約束條件下的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，提出一種基于梯度投影-遺傳算法的臂架軌跡規(guī)劃方法，該方法兼顧遺傳算法和梯度投影算法的優(yōu)點(diǎn)，在滿足臂架轉(zhuǎn)角約束的情況下，以臂架關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角絕對(duì)值之和最小為優(yōu)化約束條件，實(shí)現(xiàn)泵車(chē)臂架的全局最優(yōu)軌跡規(guī)劃，仿真及性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該軌跡規(guī)劃方法的有效性。
　　針對(duì)現(xiàn)有泵車(chē)臂架無(wú)法實(shí)現(xiàn)末端位置精準(zhǔn)控制的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)一套新的數(shù)字式臂架油缸，利用油缸內(nèi)置的磁致伸縮位移傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)臂架油缸位移量

3、，根據(jù)油缸位移實(shí)際值與給定值之間的偏差，調(diào)整單節(jié)臂位置控制器，實(shí)現(xiàn)臂架油缸位置精準(zhǔn)控制，進(jìn)而通過(guò)多臂協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)臂架末端位置的閉環(huán)控制。
　　基于模糊自整定PID（Proportional-Integral-Derivative）控制策略實(shí)現(xiàn)閥控缸位置控制，利用模糊邏輯實(shí)時(shí)調(diào)整 PID控制器參數(shù)，以應(yīng)對(duì)系統(tǒng)特征變化或外界擾動(dòng)，仿真及外場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證模糊自整定 PID控制器在油缸位置跟蹤和速度跟蹤方面的有效性。
　　基于臂架末端振