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外文翻译-- 五分之一号规格自动挖掘机的线性非线性和经典的控制器 中文版.doc

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外文翻译-- 五分之一号规格自动挖掘机的线性非线性和经典的控制器 中文版.doc

本科生毕业设计(论文)外文翻译中文题目1/5号规格自动挖掘机的线性、非线性和经典的控制器英文题目Linear,NonlinearandClassicalControlofa1/5thScaleAutomatedExcavator毕业设计外文翻译11/5号规格自动挖掘机的线性、非线性和经典的控制器摘要这篇论文是研究机械手各种控制系统的论文,介绍了一种自动操作器的规格模式。机器人臂膀已经在兰开斯特大学机械研究教学里得到发展。论文考虑了经典和现代两种方法的应用,包括由传统ZieglerNichol规则控制的比例积分PI控制线性比例积分正PIP控制,它可以理解为对传统PI方法的合理扩展还有一个建立在一半线性模式结构上的新型非线性PIP设计,其中参数作为一个变量改变的函数而变化.论文考虑到了在文章中必需的在设计和执行的复杂性间的平衡,还有为提高闭环性的潜力。1.介绍建筑是对于许多工业部门的主要经济上的意义。激烈的竞争,熟练劳力的不足和科技的进步都是落后于建筑业快速变化的主要力量,也是自动化的一个动机1。基于操作上的挖掘机的例子包括一般的运土、挖掘和打板桩。一个小的规模,挖掘和打桩结构正需要发展并限制挖掘机。全自动化或部分自动化能够提供诸多好处,它可以降低对操作员技术的依靠性,而且会降低操作员的劳动负荷,这两者都可能会在连续性和质量的提高上作出不小的贡献。然而,对于开发者们一直持续的绊脚石就是在自动控制下如何作到足够快地运作。这里,一个主要研究问题是去获得在熟练人工操作员提高的基础上的电脑控制反应时间。这就为设计者提供了一个极大的挑战,研究者们正在选择使用众多方法的一个很宽的范围可见例子2,3,4。此论文考虑到了一个实验机械手,是更广泛知名的兰开斯特大学计算机智能挖掘机(LUCIE)的1/5规格的代表,而它已经发展为建筑地4,5上作为挖掘工具。不管它的小规格和轻重量,1/5模式与LUCIE拥有相似的运动学和动力学上的道具,因此也为新控制策略的发展提供了一个富有价值的实验床。在这点上,本论文提出了经典和现代两种方法,包括由传统ZieglerNichol规则毕业设计外文翻译2控制的比例积分PI控制线性比例积分正PIP控制,它可以理解为对传统PI方法6,7的合理扩展还有一个建立在一半线性模式结构上的新型非线性PIP设计,其中参数作为一个变量改变的函数而变化8。对这个研究更进一步,文章简要地介绍了机械手的应用,作为一个工具用于在兰开斯特大学有关机械的学习和教育。实际上,实验室指示者为大学生和研究生都提供了众多的学习机会和单独的研究方案。完善挖掘系统的发展需要对技术领域有一个完备的知识认识,包括传感器、激发器、计算机硬件、电子学、水力学、机械学和智能控制。这里,控制系统设计需要一个有关决定适当末端受动器轨线的高级规则的分等级方法,以致挖掘一个指定尺寸的沟渠。在实践中,控制器也应该包括安全模数和在土壤中处理障碍物的工具4。最后,高级的运算法则外加每个联接点的适当低级控制,是当前论文的着重点。2.硬件机械手与LUCIE4,5有一个相似的排列,除了用于采沙坑的挖掘和工作台的实验室1/5规格模式。与图1.所示的一样,臂由四个联接点构成,包括箍用角条、俯角条、回转角和铲角。它们中的三个是由水压汽缸开动,而只有回转链接是基于一个与简约变速器有关的水压旋转激励器详细资料见9。联接器的速度由实用电压信号手段控制。因此,整个钻探设备已经由多重输入输出异步实时控制系统支持,它考虑到了通过在写入TurboC中密码有标准组件的多重任务处理的程序。计算机硬件有一个96MBRAM的AMDK6/PR2166MHz的个人电脑。联接角直接由与每一个联接枢轴同中心的装备旋转分压计测量。每一个分压器的输出信号同地面线路来传输,伴随有由于环境电子噪声造成的最小信号畸变。毕业设计外文翻译3图1显示有四个控制联接的实验挖掘机原理图这些信号发送给高级线性仪器中有在促进A/D转换的训练卡里的放大器中。这里,输入信号的范围在训练之后就不会超过±5V。这个A/D转换器是一个高性能的16通道多元的连续近似值转换器,具有在小于25ms12位转换的能力。目前仅有八个可利用的通道在被使用。因此将来,合并另外的传感器进入系统将不成问题例如一个探测障碍物的照相机,可以作为高级控制系统的一部分,或者压力传感器。电子管标度实际上提供了一个有意义的输入值的臂联接。这个标度是基于满足输入要求的每一个联接的正常输入电压,范围是从最高可能向下速度的1000到对于每一个联接的最高可能向上速度的1000。这里,零的输入要求对应于无运动。注明,没有这种电子管标度,臂会由于每一个联接运载的载荷而逐渐松驰下去。在开环模式中,臂是用手驱动去挖掘沟渠的,操作员运用两个相似的操作杆,每个都有两个自由度。第一个操作杆被用作去驱动箍用角链接和回转链接而另一个用做移动浸渍联接和铲联接。照这样,一个熟练的操作员为完成任务同时地移动四个联接。比较下,这里的目的是去设计一个无人工干涉的自动挖掘计算机控制系统。3.运动学运动学平衡的目的是考虑到在三维空间中铲的空间位置和方向的控制。既

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