自动作业液压挖掘机的铲斗轨迹控制和回转力矩控制研究

发布时间：2021-05-22 04:39

　　液压挖掘机作为一种典型的多功能工程机械,在工程建设领域发挥着不可替代的作用。液压挖掘机的自动化作业可显著提高工作效率和作业精度,具有非常重要的社会和经济价值。本论文以带有电控先导比例减压阀（EPPRV）和三位六通开中心比例换向阀的自动作业液压挖掘机为研究对象,在综合考虑其电液系统特点的前提下,利用非线性控制技术,并采用理论分析、仿真研究以及实际实验相结合的研究方法,对其电液系统的高精度控制方法进行研究,为实现液压挖掘机在各典型工况下的自动化作业打下实用、有价值的理论和实验基础,同时也为其他工程机械电液系统的控制提供方法借鉴。本论文对自动作业液压挖掘机的EPPRV非线性补偿、单执行器运动控制、铲斗轨迹控制以及回转力矩控制进行研究。首先,针对EPPRV因存在死区滞环非线性而导致其控制性能较差的问题,提出了基于降阶模型的自适应鲁棒控制（ARC）方法,可有效提高EPPRV的控制精度;其次,针对单执行器运动控制中所存在的大惯性、变负载以及不确定挖掘阻力等问题,提出了不依赖系统模型参数的自适应神经网络终端滑模控制（ANTC）方法,可保证控制误差在有限时间内收敛,从而有效提高系统的瞬态响应速度以及稳... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题的背景及意义
        1.1.1 背景介绍
        1.1.2 研究意义
    1.2 自动作业液压挖掘机电液系统特点分析
    1.3 研究现状概述
        1.3.1 电液系统执行器运动控制
        1.3.2 液压挖掘机铲斗轨迹控制
        1.3.3 液压挖掘机力/力矩控制
    1.4 课题的主要研究内容
2 自动作业系统设计及先导阀非线性补偿研究
    2.1 引言
    2.2 传统液压挖掘机工作方式分析
    2.3 液压挖掘机自动作业系统设计
    2.4 先导阀非线性补偿研究
        2.4.1 数学模型
        2.4.2 控制器设计
        2.4.3 稳定性分析
        2.4.4 仿真和实验研究
    2.5 基于先导阀非线性补偿的双闭环控制策略研究
        2.5.1 双闭环控制策略
        2.5.2 实验研究
    2.6 本章小结
3 单执行器运动控制研究
    3.1 引言
    3.2 系统建模
    3.3 控制器设计
        3.3.1 高阶滑模观测器
        3.3.2 回声状态神经网络
        3.3.3 控制器设计
        3.3.4 稳定性分析
        3.3.5 参数选取准则
    3.4 仿真研究
    3.5 实验研究
    3.6 本章小结
4 铲斗轨迹控制研究
    4.1 引言
    4.2 运动学模型
        4.2.1 运动学正解
        4.2.2 运动学逆解
    4.3 轨迹规划
    4.4 系统数学模型
    4.5 铲斗轨迹控制器设计
        4.5.1 控制器设计
        4.5.2 稳定性分析
        4.5.3 实验研究
    4.6 铲斗轨迹协同控制器设计
        4.6.1 系统数学模型
        4.6.2 协同误差定义
        4.6.3 协同控制器设计
        4.6.4 稳定性分析
        4.6.5 实验研究
    4.7 本章小结
5 回转力矩控制研究
    5.1 引言
    5.2 问题分析与系统建模
    5.3 液压泵压力补偿器设计
    5.4 回转力矩控制器设计
        5.4.1 控制器设计
        5.4.2 稳定性分析
    5.5 实验研究
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 创新点
    6.3 研究展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间科研成果



本文编号：3200999