液压挖掘机器人轨迹跟踪综合控制策略方案研究

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1、浙江大学硕士学位论文液压挖掘机器人轨迹跟踪综合控制策略方案研究姓名：朱圣兵申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：冯培恩;潘双夏20060201五j辨}独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得澎鎏盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。撇文惴名：研乃蕴蝴期：。们占年；月／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解迸鎏盘堂有关保留、使

2、用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权滥鎏盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印，缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文．(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者躲位力夏签字日期：a们1年{月1日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：暖和L签字日期：多；年，；月妒日电话：邮编：浙江大学硕士学位论文摘要本文主要描述了液压挖掘机器人的轨迹规划优化及其轨迹跟踪控制方法。介绍了国内外液压挖掘机机电一体化技术的最新研究进展，并针对我所的WY3．5型多功能液压挖掘机

3、器人，分析了当前在轨迹跟踪控制研究中存在的问题，提出了本课题的研究方向和主要任务。最后根据提出的挖掘机器人轨迹跟踪控制综合策略，进行了相关试验和数据分析。总体来说，本文主要研究了下面几个方面的内容：1．提出了一种规划和控制相集成的综合控制策略。在传统的轨迹规划器中，加入轨迹优化模块；在关节伺服控制中，采用基于规则的智能PID控制策略；在泵控制中，采用改进的负流量节能控制技术，以达到在不损失液压挖掘机器人跟踪效率的前提下提高轨迹跟踪的平稳性和轨迹跟踪精度。2．针对传统的轨迹规划策略存在的单纯以实现运动轨迹为目的、缺乏对液压系统操作平稳性和节能效果综合考虑的缺陷，提出了一种综合

4、考虑液压系统操作平稳性和节能效果的规迹规划优化方法，建立了相应的系统模型，开发了相应的规迹规划优化软件。达到减小油缸往复运动所引起的剧烈振动和抖动现象，从而使操作过程更加平稳和获得更好的节能效果，并符合实际切削角度的要求。3．关节伺服控制算法研究．由于传统的数字PID控制算法，无法满足对挖掘机器人轨迹跟踪精度以及操作平稳性的要求，提出了基于规则的智能PID控制策略。在ADACSl2单片机上实现了该控制算法，并实际运用于我所的液压挖掘机器人。同时也介绍了一种新颖的、对非线性系统有很强适应性的TDC控制方法，并进行了MATLAB仿真。4．综合策略试验。在我所的WY3．5型液压挖

5、掘机器人上做了相关综合策略下的轨迹跟踪试验，包括角关节位置跟踪实验，以及直线运动和三角形运动实验，并进行了实验数据分析。与我所早期的实验进行了对比，证实了相关方案和策略的有效性和可行性。关键字：挖掘机器人机电一体化轨迹跟踪轨迹优化智能PIDTDC浙江大学硕士学位论文AbstractTheoptimizedtrajectoryplanningandtrajectorytrackingcontroloftherobotichydraulicexcavatorarestudiedinthispaper．Thelatestresearchanddevelopmentinmechat

6、ronictechnologyofhydraulicexcavatorsisalsointroduced．ThereseRrchdirectionandtaskofthisthesisisgiveninthelightofthepresentsituationofWY3．5HydraulicExcavatorinMechanicalDesignInstitueofZhejiangUniversity．Atlast,accordingtothecomprehensivestrategybroughtoutfortrajectorytrackingandcontrolofthe

7、hydraulicexcavator,80merelativeexperimentshavebeenconductedandresultsfromexperimentshavebeenanalysed．Thefollowingitemsarcmainlyintroduced：1．Ancomprehensivestrategyoftrajectorytrackingcontroloftheroboticexcavatorisgiven，inthelightofthestrongnonlinearityofdevice