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挖掘机工作装置复杂轨迹跟踪实验
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TD422.2[矿业工程—矿山机电]
  • 作者机构:[1]解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51175511)
中文摘要:

为实现挖掘机自动控制,对其进行了电液比例改造。建立了挖掘机工作装置的运动学模型及其电液控制系统的非线性模型,并通过实验验证了机理建模中指出的电液控制系统死区及动态特性不对称非线性。为满足地面平整作业,采用五次多项式插值法在笛卡尔空间生成了斗杆末端轨迹,并通过运动学模型获得系统关节空间轨迹。针对控制系统主要存在的死区和不对称非线性,设计了带死区补偿的分段PID控制器,通过对比实验,证明了分段PID比常规PID控制精度高,能克服系统的主要非线性特性。通过协调控制挖掘机工作装置三关节,实现了一个复杂轨迹的有效跟踪。

英文摘要:

In order to control excavator automatically, an excavator was retrofitted with electro-hydraulic proportional control systems. Kinematic models for excavator' s mechanism and nonlinear model for its electro-hydraulic system was established respectively. The dead-band and asymmetry nonlinearities of the electro-hydraulic system which was deduced in the theory models was demonstrated by experiments. To satisfy ground-leveling task, a 5-order polynomial was used for path generation in Cartesian space, and the joint-space path was calculated by kinematic models. According to the dead-band and asymmetry nonlinearities of control system, a segment PID controller with dead-band compensation was designed. Comparison experiments demonstrated that segment PID overcame the majority nonlinearities effectively. It had better tracking performance than conventional PID. In conclusion, complex path tracking was achieved by coordinated control of the three working arms.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884