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挖掘机工装轨迹控制系统设计及实验研究

吕宪勇  
【摘要】:随着液压挖掘机的大量使用,液压挖掘机的自动化、智能化控制研究也越来越受关注。液压挖掘机自动化控制有着重要的研究意义,而液压挖掘机工作装置的轨迹控制又是挖掘机自动化控制的研究重点。本课题以实验室现有液压挖掘机工作装置模型为基础,通过仿真与实验研究探索一种行之有效的液压挖掘机工作装置轨迹自动控制方式。 在液压挖掘机工作装置轨迹控制实验平台现有设备的基础上,针对现有设备的缺陷对实验台进行相应的改进。使用变频调速电机代替原有的电磁调速电机,对液压系统进行重新设计,添加电液比例阀以及单向节流阀,保证自动控制的精度以及实验安全。设计信号采集系统,保证系统信号采集的准确性。 对改进后的系统进行重新建模与稳定性仿真分析,并以此为基础对系统添加常规PID控制以及BP神经网络控制。在MATLAB中对PID控制进行仿真,完成PID控制参数的整定;建立BP神经网络的模型,并完成神经网络模型的学习与仿真。 在完成各部件参数设置、相互连接以及控制软件编写之后,对系统进行实际实验研究。分别完成PID控制以及BP神经网络控制下挖掘机自动挖水平直线的实验。实验结果表明两种控制方法都能完成预定目标,相比之下BP神经网络控制能更快的消除干扰,控制效果也好于PID控制。


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