【挖掘机工作装置控制系统研究的国内外文献综述3300字】

1液压挖掘机作为一种重要的工程施工机械，广泛应用于建筑、道桥、军事工程等领域。据统计世界上各种土方工程中约65%70%是由液压挖掘机来完成的1。为了提高挖掘机的工作效率并有效降低操作员的工作强度，国内外各大厂商积极设法提升挖掘机的智能化水平，将自动控制技术应用于挖掘机，工程设备的智能控制系统逐渐形成。挖掘机工作装置的性能和运动状态决定了液压挖掘机的使用性能12]。如何实现挖掘智能化是目前挖掘机自动控制研究的新方向，国内外研究机构及制造厂商致力于此方向的研究，主要包括自动无人挖掘、远程控制挖掘、故障诊断、挖掘机工作状态实时监控、控制系统自主学习等方面。其中挖掘机自动控制技术和轨迹规划一直是困扰挖掘机智能化水平的技术难关。随着机械电子学技术、自动化技术和无线通信技术的快速发展，逐渐实现了多功能智能挖掘机的构思。通过控制工作装置的末端来跟踪规划好的期望轨迹，围绕工作装置轨迹跟踪控制，学者们应用不同的控制方法，提出了多种多样的设计方案。主要的控制策略如下：①PID算法；②神经网络算法；③自适应控制算法；④滑膜控制算法。本文以在建设工程中自动控制挖掘机的开发方向为焦点，以实现轨迹追踪控制挖掘机作业装置为目标，使用SOLIDWORKS和MATLAB联合协同仿真的策略，通过建立工作装置运动学模型，把铲斗末端的位置控制转化为对关节角度的控制，设计完成工程机械精确轨迹跟踪控制器，并对模型进行控制仿真实验，为进一步实现挖掘机自动控制提供理论基础。1.1.1国内外挖掘机工作装置控制方案研究现状目前国内外学者针对液压伺服控制挖掘机存在非线性的特性[5,对工作装置的研究主要包括作业任务轨迹规划以及工作装置自动控制自动控制两个方面。工作装置作业任务轨迹规划方面国外学者做了很多研究。F.A.Bender,S.Gltz等制定专用于小型液压挖掘机多系统分析的物理模型以及专用于调整控制器参数的Hammerstein模型，针对自动控制系统运用了虚拟控制的方法进行自动化控制研究6。A.Komissarov,Y.Lagunova等利用系统传递函数来代表主要机构的性能2S.P.Dimaio,S.E.SalcudePID控制方案：PID控制因其设计简单，在挖掘机控制领域得到了广泛应用仿真，以轨迹规划中机械臂末端轨迹为控制目标，采用PID控制算法实现机-液联合仿真，仿真实验结果说明联合仿真模型的液压控制系统使用PID控制器调被控对象运动速度过快或负载变化过大时，PID控制的精度无法保证，传统的法使初始种群在PID参数范围内产生，采用自主开发的适应度函数、交叉和变异概率，避免了寻优时过早收敛和停滞。吉林大学刘丹151通过对挖掘机工作装制系统，采用遗传算法优化PID的控制方法和采用粒子群算法优化的PID的控3相比减少了超调，提高了系统的鲁棒性。基于colon态误差、最大跟踪误差和平均跟踪误差均减少5%以上。四自由度(包括旋转和回转)的动力学方程，提出了一种自适应模糊滑模控制，大学吴定会等[18设计了一种适用于机械臂模型的改进固定时间滑模轨迹跟踪控斜度误差为13.8%,最大倾斜跟踪误差为6.8%,自适应控制在一定程度上提高了模型的MATLAB程序，克服了多变量、强耦合及负载扰动对于轨迹控制的影4址输入矢量，进而构成CMAC神经网络控制器，逼近工作装置动力学模型，很好的解决了自动轨迹控制的问题。最后，利用神经网络CMAC控制器对Adams中的山河智能挖掘机虚拟样机的最终轨迹进行控制。最大跟踪误差出现在前端的液压缸上，最大跟踪误差为1.1mm,跟踪误差在允许范围内。[2]白玉梅，高红斌，宋晓美.液压挖掘机工作装置的建模与运动学仿真[J].机械工[5]黎波，严骏，郭刚等.挖掘机工作装置复杂轨迹跟踪实验[J].农业机械学[6]BenderFA,GltzS,BraPredictiveControlofaHydraulicMiScienceandEngineering,2017,14(4):1682-1694.[7]KomissarovA,LagunovaY,ShestakovV.OnJustiEnergy-ForceParametersofHydraulic-ExcavatorMainMechanisms[J].IOPConferenceSeries:MaterialsScienceandEngineering,2018,323(1):12-15.[8]MitrevR,GruychevMiningExcavator[J].MachineDesign,2011,3:17-22.DevelopmentandEvaluation[C].IEEEInternationalConferenAutomation,1998.5[12]刘阔，刘杰，杨克石.液压挖掘机的轨迹跟踪控制与仿真[J].CAD/CAM与制造业信息化，2009,4:53-54.[13]袁亮.基于ADAMS和AMEsim的工程机械臂液压控制系统联合仿真研究[D].硕士学位论文.绵阳市：西南科技大学，2016.[14]HaoFeng,Chen-BoYin,Wen-w