挖掘机工作装置轨迹控制系统研究与仿真分析

发布时间：2021-05-17 00:24

　　挖掘机作为一种重要的土石方施工机械,广泛应用于建筑、采矿、石油、军事工程等领域。为了提高挖掘机的工作效率降低操作人员的工作强度,国内外各个主机厂开始积极提升挖掘机的智能化水平,将电子控制技术应用于挖掘机,逐渐形成了挖掘机智能控制体系,这对国民经济的发展有着重要的意义。本文来源于校企合作项目“FW80液压挖掘机的设计开发”（项目编号:FW/RD201717）,重点研究挖掘机工作装置轨迹控制系统,当已知目标点坐标时对工作装置的运动轨迹进行有效控制,为实现挖掘机的智能化奠定基础。本文应用的技术包括机器人技术、电液比例技术、控制技术等,通过理论分析、模型搭建、样车实验及联合仿真对系统进行研究,本文的研究内容包括以下几个方面:通过查阅大量相关文献,对挖掘机的智能化发展概况及电液比例技术进行了简单介绍。并对现阶段国内外挖掘机智能化研究现状,以及国内外各个主机厂的主流产品进行了总结。对本项目所采用的负载独立流量分配系统进行理论分析及动态特性分析,在原有系统的基础上进行优化,用电控手柄代替原系统的液控先导手柄,并在工作装置各个回路添加电液比例减压阀,完成电控系统的设计并对主要元件进行选型。根据机器人技... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 挖掘机智能化发展概况
        1.2.1 挖掘机自动化控制技术
        1.2.2 电液比例控制技术
    1.3 挖掘机工作装置智能化国内外研究现状
        1.3.1 国内研究现状
        1.3.2 国外研究现状
    1.4 本文研究内容
第2章 挖掘机工作装置液压系统特性分析及优化设计
    2.1 工作装置液压系统分析
    2.2 液压系统主要元件特性分析
        2.2.1 负载敏感变量泵原理分析
        2.2.2 泵数学模型分析
        2.2.3 多路阀原理分析
        2.2.4 换向阀及液压缸数学模型
    2.3 挖掘机工作装置电液比例系统优化
        2.3.1 电液比例控制系统元件分析
        2.3.2 电液比例系统数学模型
    2.4 本章小结
第3章 挖掘机工作装置运动学分析与轨迹规划方法研究
    3.1 挖掘机工作装置D-H坐标建立
    3.2 运动学分析
        3.2.1 运动学方程正向求解
        3.2.2 运动学方程逆向求解
    3.3 轨迹规划方法分析
    3.4 本章小结
第4章 挖掘机工作装置液压系统模型建立与实验验证
    4.1 负载独立流量分配系统模型建立
        4.1.1 泵模型建立
        4.1.2 多路阀模型建立
        4.1.3 工作装置液压系统模型建立
    4.2 工作装置液压系统仿真分析
        4.2.1 工作装置单独动作仿真分析
        4.2.2 工作装置复合动作仿真分析
    4.3 工作装置液压系统模型实验验证
        4.3.1 实验设备及测压点设置
        4.3.2 实验工况
        4.3.3 实验数据分析
    4.4 本章小结
第5章 挖掘机工作装置控制系统研究与仿真分析
    5.1 工作装置轨迹控制原理
    5.2 工作装置控制策研究
    5.3 联合仿真模型搭建与分析
        5.3.1 联合仿真模型搭建
        5.3.2 仿真结果分析
    5.4 工作装置运动轨迹仿真分析
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间取得的科研成果
致谢



本文编号：3190699