文档介绍：微
机
应
用基于的挖掘机工作装置轨迹控制系统
与
智
能长春大学机械工程学院戴群亮
化广西柳工机械股份有限公司邵以东
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摘要:针对挖掘机工作装置具有多变量、强耦合的特点,以芯片作为核心电
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控单元,采用模糊自适应控制算法,实现了挖掘机工作装置轨迹控制,具有较高的稳定性和精确性。!
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通过自动操纵,减轻了驾驶员的作业强度,加快了施工进度。
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关键词:挖掘机工作装置轨迹控制控制器模糊自适应
液压挖掘机是工程机械的主要产品,在工业及
民用建筑、交通运输、水利水电、军事施工等工程中
广泛使用。在进行平整场地和挖掘一定形状的沟、渠
道等比较复杂的作业时,驾驶员要同时操纵挖掘机
的动臂、斗杆和铲斗,这不仅增加驾驶员劳动强度,
而且要求其有相当熟练的技能,如果能按一定轨迹
自动挖掘,就可以减轻驾驶员的作业强度,提高生产
率,加快施工进度。
工程机械作业环境恶劣、工况复杂,其电液伺服液压挖掘机角度传感器压力传感器
系统具有滞后、非线性的特点,且受负载变化影响主控阀控制器操纵手柄显示器
大。采用机器人技术、传感技术以及智能控制技术, 图挖掘机工作装置轨迹控制系统示意图
将实现工程机械产品的自动化、智能化,极大地提高制器将采集的角度值与预先设定的值进行比较,经
工程机械产品的性能。目前国内外研制的针对工程过控制算法运算后,给出相应的控制量,使工作装置
机械产品的控制器大多具有人机交互功能,实现系按照预设轨迹运动,实现各种作业任务要求。
统状态、作业工况的显示、数据存储及故障诊断等, 挖掘机工作装置电液伺服系统包括多路换向
而对于整机系统的控制比较少。控制器硬件设计上阀、电磁比例先导阀及液压马达、泵、连接管路等。采
一般采用位或位传统的单片机,需要扩展较多用型电磁比例先导阀代替手动先导阀,控制多
的外设,且运算速度相对较低。本文以芯片路换向阀中阀芯的移动,实现先导操纵。该电磁比例
作为核心电控单元,采用模糊自适阀存在滞后和非线性,并具有死区特性,工作口的最
应算法,实现了挖掘机工作装置控制的智能化, 高压力为,最低压力通过调整阀体的背压决
具有较高的稳定性和精确性。定,流量为。电磁比例先导阀在电控系统作
用下动作,使多路换向阀动作,推动液压缸伸出或者
挖掘机工作装置轨迹控制原理
缩进,实现对挖掘机工作装置的电液操纵。
挖掘机工作装置控制系统轨迹控制
挖掘机工作装置轨迹控制系统主要由控制器、液压挖掘机的工作装置为连杆机构,由动臂、斗
压力传感器、角度传感器、电液伺服系统、操纵手柄杆和铲斗构成,各部分的运动是通过与其对应的液
和人机交互界面构成,如图所示。控制器预先设定压缸的伸缩来实现的。将它看作具有个自由度的
工作装置的运行轨迹,通过编程将其离散化,在实时机械手,分别将动臂、斗杆和铲斗看作杆件、、,
控制时,角位移传感器测量工作装置的