反鏟挖泥船反鏟裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、對(duì)于日益壯大的疏浚行業(yè)來(lái)說(shuō),反鏟挖泥船有著不可替代的作用。反鏟挖泥船特殊的反鏟裝置使它能勝任各種不同的挖深,并能在狹小的工作場(chǎng)所進(jìn)行挖掘,而且在對(duì)硬質(zhì)土層的挖掘上有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性,而與反鏟挖泥船的重要性相對(duì)應(yīng)的反鏟挖泥船的自動(dòng)化疏浚的研究,國(guó)內(nèi)和國(guó)外的差距還是比較明顯。
　　為了追求疏浚的效率和挖掘過(guò)程的安全性,研究反鏟裝置的自動(dòng)化控制就尤為重要了。反鏟挖泥船的智能自動(dòng)化主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是健全的SCADA上位機(jī)系統(tǒng),二是完善的

2、下位機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外反鏟挖泥船發(fā)展和自動(dòng)控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀,以中交疏浚技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目為依托,研究反鏟挖泥船自動(dòng)控制系統(tǒng)。針對(duì)反鏟裝置基于現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)控制問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的探討與研究,其主要內(nèi)容如下:
　　針對(duì)反鏟裝置的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)和作業(yè)環(huán)境,運(yùn)用坐標(biāo)變換和基于角度補(bǔ)償?shù)腄-H方法建立準(zhǔn)確的反鏟裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,提出四種不同的空間運(yùn)動(dòng)學(xué)描述,并給出不同空間變量之間的相互轉(zhuǎn)換的求解方法,最后給出路徑規(guī)

3、劃中需要考慮的盲位盲角問(wèn)題的求解方法。
　　為了實(shí)現(xiàn)反鏟裝置自動(dòng)控制,必須給出軌跡規(guī)劃的方法,本文在分析現(xiàn)有軌跡規(guī)劃方法和技術(shù)的基礎(chǔ)上,給出了在關(guān)節(jié)空間實(shí)現(xiàn)基于時(shí)間準(zhǔn)則的軌跡規(guī)劃策略,根據(jù)B樣條曲線擬合得到經(jīng)過(guò)給定點(diǎn)的平滑曲線,滿足導(dǎo)數(shù)的連續(xù)性的特點(diǎn),以及遺傳算法具有很好的全局尋優(yōu)策略的特點(diǎn),利用遺傳算法與B樣條曲線相結(jié)合的技術(shù),將給定關(guān)節(jié)角度間的時(shí)間最短作為尋優(yōu)目標(biāo),以速度和加速度在允許范圍內(nèi)作為約束,尋找得到最優(yōu)值。不僅得到了