【牵引车夹持提升机构国内外研究现状的文献综述5200字】

–PAGE28–牵引车夹持提升机构国内外研究现状的文献综述1.1国外研究现状20世纪80年代，德国汉莎航空公司和制造商KraussMaffei共同研制出了世界上第一台无杆牵引车ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"xc1ns2yv","properties":{"formattedCitation":"\\super[4]\\nosupersub{}","plainCitation":"[4]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":5,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/A9IWGEXQ"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/A9IWGEXQ"],"itemData":{"id":5,"type":"article-journal","abstract":"飞机牵引车是用来移动飞机的地面特种车辆。无杆牵引车在工作过程中取消了牵引杆,利用特有的飞机机轮夹持举升装置,将飞机的前起落架机轮夹紧、抱起后,使得牵引车和飞机成为一个整体,实现飞机的牵引或顶推作业。近些年来无杆牵引车发展迅速,朝着小型化、操作简单、运行灵活的方向发展。本文提出了一款小型遥控无杆牵引车结构框架,重点对夹持举升机构进行了改进。通过改变夹持举升机构相对于牵引车车身的位置,使前起落架(NoseLandingGear前起落架,以下简称NLG)与机身结合处中心点和牵引车后驱动轮轴线中心点重合,并根据飞机前起落架极限角度确定出一条牵引系统最小转弯半径的路径;在ADAMS中进行仿真,并将本...","language":"中文;","title":"A320系列飞机遥控无杆牵引车结构设计和力学分析","author":[{"family":"赵宏伟","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2017"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[4]，开创了无杆牵引车的先河。目前国外有多家公司都在生产无杆牵引车，比较有名的有德国Goldhofer公司、法国TLD公司、英国Douglas公司、以色列IAI公司、美国LEKTRO公司、西班牙FMC公司、德国MOTOTOK公司等，目前已经形成了比较成熟的技术和生产规范，而且也有许多成熟的产品问世。Goldhofer生产过多种型号的牵引车，AST-2是其中一款无杆牵引车，最大牵引质量为352000kg，最大牵引力375kN，可以牵引小型或者大型飞机；该款牵引车还可以选装地面电源，为飞机提供电力，如图1-4所示。图1-4AST-1X无杆飞机牵引车AST-1X同样是德国Goldhofer公司生产的，但是主要用来牵引重型飞机，比如波音747-8或者空客A380。该型号牵引车最大牵引力480kN，最大牵引质量600000kg，还可以选择安装490kW或者680kW的发动机，同样可以选择安装地面电源。与AST-2相同的是，该车采用的液压传动地盘，并且安装有车轮限速器，如图1-5所示。2008年首都国际机场曾引进一辆，至今仍在服役中。图1-5AST-1X无杆飞机牵引车除了上述两款外，Goldhofer还有AST-3、E370、D370、D620、D1000、F396等车型。除此之外还有其他的型号，比如用于牵引100t以下小型飞机的TPX-100E，无杆牵引方式，电机驱动，清洁高效，如图1-6所示。由此可见，在传统的飞机牵引车领域，国外已经形成了较完整的产品体系，产品覆盖了小中大型飞机。图1-6TPX-100E无杆飞机牵引车除了传统牵引车领域，在新型牵引车的设计研发方面，国外也开展了一系列探索。比如2015年天津直升机博览会上，德国MOTOTOK公司的电动遥控牵引车引起了广泛的关注。这款电动牵引车具有体积小、牵引力大、灵活机动、可单人遥控的优点，可以更好地利用场地空间，如图1-7所示。图1-7MOTOTOK电动遥控牵引车MengXin等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"GfYUBV8l","properties":{"formattedCitation":"\\super[5]\\nosupersub{}","plainCitation":"[5]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":194,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/KUFBNAHU"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/KUFBNAHU"],"itemData":{"id":194,"type":"paper-conference","container-title":"2020IEEE2ndInternationalConferenceonCivilAviationSafetyandInformationTechnology(ICCASIT","DOI":"10.1109/ICCASIT50869.2020.9368552","page":"762-768","title":"AnalysisofEffectsontheLoadofNoseLandingGearbyTowbarlessTraction","author":[{"family":"Mu","given":"Mengxin"},{"family":"Liu","given":"Hui"},{"family":"Chen","given":"Dawei"}],"issued":{"date-parts":[["2020"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[5]研究了前起落架主要部件对无杆飞机牵引车的载荷，建立了无杆飞机牵引车系统的动力学模型，并且对前起落架的主要部件在转向、制动和过坑洼路面工况下的载荷进行了仿真分析，为无杆牵引的安全和牵引车的设计提供了理论依据。在提升机构位置控制和夹持机构力控制策略方面，国外也开展了一系列研究。针对液压位置控制系统，自适应控制、鲁棒控制等控制策略广泛应用在各种液压位置控制系统中，并且取得了良好的控制效果。DaeheeWon等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"Y7L2XKJx","properties":{"formattedCitation":"\\super[6]\\nosupersub{}","plainCitation":"[6]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":198,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/R7PZ5Y5I"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/R7PZ5Y5I"],"itemData":{"id":198,"type":"article-journal","container-title":"IEEE/ASMETransactionsonMechatronics","DOI":"10.1109/TMECH.2020.2985619","issue":"6","page":"2610-2621","title":"NonlinearControlWithHigh-GainExtendedStateObserverforPositionTrackingofElectro-HydraulicSystems","volume":"25","author":[{"family":"Won","given":"Daehee"},{"family":"Kim","given":"Wonhee"},{"family":"Tomizuka","given":"Masayoshi"}],"issued":{"date-parts":[["2020"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[6]研究了一种利用高增益扩展状态观测器对电液伺服系统进行位置跟踪的非线性控制方法，利用扰动估计误差设计非线性增益来抑制位置误差，并且通过仿真和实验标明系统在存在干扰的情况下对位置信号的跟踪效果很好。AKhaengsarigid等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"4spM986e","properties":{"formattedCitation":"\\super[7]\\nosupersub{}","plainCitation":"[7]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":199,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/W4FAJYWG"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/W4FAJYWG"],"itemData":{"id":199,"type":"article-journal","title":"PositionControlbasedASMCforHydraulicCylinderActuator","author":[{"family":"Khaengsarigid","given":"A."},{"family":"Cheevasuwit","given":"F."}]}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[7]为了消除摩擦力对液压动力机构控制的影响，设计了一种基于位置控制的自适应滑模控制器（ASMC），最后可以达到100的控制精度。HBGuo等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"mT93BK2V","properties":{"formattedCitation":"\\super[8]\\nosupersub{}","plainCitation":"[8]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":201,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/JWR5DB53"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/JWR5DB53"],"itemData":{"id":201,"type":"article-journal","title":"ROBUSTQFT-BASEDPOSITIONCONTROLOFELECTROHYDRAULICSERVOSYSTEM","author":[{"family":"Guo","given":"Hlh"}]}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[8]设计了一种鲁棒QFT位置控制器，该控制器基于参数不确定的模型，利用定量反馈理论设计，参数不确定模型中的某些不确定性可以表征阀控非对称缸参数的变化，同时也可以考虑外部的干扰，最终仿真表明该方法对系统的不确定性具有鲁棒稳定性，而且鲁棒性较好。PID控制和模糊PID控制仍旧可以很好地在阀控缸动力机构的位置控制中发挥作用，随着模糊PID的模糊规则的改进，模糊PID可以很好的适应各种不同的控制需求。Prabu等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"tdTEbCt7","properties":{"formattedCitation":"\\super[9]\\nosupersub{}","plainCitation":"[9]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":202,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/VP9VDG9P"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/VP9VDG9P"],"itemData":{"id":202,"type":"article-journal","title":"PIDControllerBasedElectro-HydraulicServoSystemForHydraulicPresses","author":[{"family":"Prabu","given":"DVenkatesa"},{"family":"Nandhakumar","given":"R"},{"family":"Sathishkumar","given":"A"},{"family":"Chandiran","given":"R"}]}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[9]将PID控制应用在15t压力机的的电液位置伺服系统中并且得到了满意的控制效果；TonyThomas等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"RpcKGETX","properties":{"formattedCitation":"\\super[10]\\nosupersub{}","plainCitation":"[10]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":200,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/W8TGSQXD"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/W8TGSQXD"],"itemData":{"id":200,"type":"article-journal","container-title":"AIPConferenceProceedings","DOI":"10.1063/5.0045724","issue":"1","note":"_eprint:/doi/pdf/10.1063/5.0045724","page":"040021","title":"Simulationandexperimentalvalidationofelectrohydraulicservosystemusingfuzzylogiccontroller","volume":"2336","author":[{"family":"Thomas","given":"A.Tony"},{"family":"Thangarasu","given":"S.K."},{"family":"Sowmithra","given":"T."}],"issued":{"date-parts":[["2021"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[10]研究了一种伺服阀控制非对称缸的模糊控制器，将模糊规则应用在实际的系统中，并且实现了精确的位置控制。DoTC和TranDT等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"9WxnuNgo","properties":{"formattedCitation":"\\super[11]\\nosupersub{}","plainCitation":"[11]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":203,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/QXM7IQ23"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/QXM7IQ23"],"itemData":{"id":203,"type":"article-journal","abstract":"Thispaperpresentsastrategyforafractionalorderfuzzyproportionalintegralderivativecontroller(FOFPID)controllerfortrajectory-trackingcontrolofanelectro-hydraulicrotaryactuator(EHRA)undervariantworkingrequirements.TheproposedcontrollerisbasedonacombinationofafractionalorderPID(FOPID)controllerandafuzzylogicsystem.Indetail,theFOPIDwithextensionfromtheintegerordertonon-integerorderofintegralandderivativefunctionshelpstoimprovetracking,robustnessandstabilityofthecontrolsystem.AfuzzylogiccontrolsystemisdesignedtoadjusttheFOPIDparametersaccordingtotime-variantworkingconditions.Toevaluatetheproposedcontroller,co-simulations(usingAMESimandMATLAB)andreal-timeexperimentshavebeenconducted.Theresultsshowtheeffectivenessoftheproposedapproachcomparedtoothertypicalcontrollers.","container-title":"Electronics","DOI":"10.3390/electronics9060926","ISSN":"2079-9292","issue":"6","title":"TrackingControlforanElectro-HydraulicRotaryActuatorUsingFractionalOrderFuzzyPIDController","URL":"/2079-9292/9/6/926","volume":"9","author":[{"family":"Do","given":"TriCuong"},{"family":"Tran","given":"DucThien"},{"family":"Dinh","given":"TruongQuang"},{"family":"Ahn","given":"KyoungKwan"}],"issued":{"date-parts":[["2020"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[11]设计了一种分数阶模糊PID控制策略，用于液压动力机构的轨迹跟踪控制。该控制器将分数阶PID控制器和模糊控制相结合，而且从整数阶扩展到分数阶的PID控制器有助于提高系统的跟踪性能、鲁棒性和稳定性，而模糊控制可以根据时变工况调整模糊PID的参数，经过仿真和实验验证，该系统对电液伺服系统有很强的控制能力，而且对不同的工况也有很好的适应能力。1.2国内研究现状国内牵引车的发展始于上世纪80年代，国产的牵引车主要用于军用，民航的牵引车只能依靠国外进口，许多滑行重量不超过100吨的小型飞机甚至采用越野车改装来代替专门设计的飞机牵引车ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"NxTAvLgS","properties":{"formattedCitation":"\\super[12]\\nosupersub{}","plainCitation":"[12]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":34,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/ZFBGZ4AD"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/ZFBGZ4AD"],"itemData":{"id":34,"type":"article-journal","abstract":"<正>由于航空运输事业的发展,将导致机场专用汽车生产量的增加和质量上的改进。近来世界各国一些专门生产机场设备的厂商,竞争得很激烈。目前我国航空运输事业尚处在开始发展阶段,对机场专用汽车的需要量还不很大,因之,生产的品种少、数量小。如1983年改装汽车、专用汽车新产品展评会上的11类68种389辆中,机场作业类仅展","call-number":"42-1929/U","container-title":"专用汽车","ISSN":"1004-0226","issue":"Z2","language":"中文;","page":"23-32","title":"国内外机场专用汽车技术结构及现状","author":[{"family":"钱鸿僎;","given":""}],"issued":{"date-parts":[["1984"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[12]。因为国内的研究与国外相比起步稍晚，技术上也存在一定的差距。从90年代开始，国内一些公司和高校开始研制自己的飞机牵引车。比如北京金轮坤天特种机械有限公司较早研制出了QFY系列飞机牵引车，该系列牵引车采用变量泵和马达组成的液压传动装置而不是当时国外较多采用的液力传动方式，比液力传动方式更能满足飞机牵引车的性能和布局要求，成本也更低ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"xvggQdNJ","properties":{"formattedCitation":"\\super[13]\\nosupersub{}","plainCitation":"[13]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":39,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/WBC4HHQI"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/WBC4HHQI"],"itemData":{"id":39,"type":"article-journal","abstract":"飞机牵引车应具有宽广的无级调速能力、尽可能高的可牵引的飞机质量/牵引车质量比值和尽可能低的最低稳定车速;总体形态亦有某些特别的要求。中国QFY系列飞机牵引车的研制成功,证明了由变量泵和马达构成的液压传动具有调速性能好、高效区宽、低速稳定性优异、动力制动与过载保护能力强和元件间配置灵活、与动力装置匹配条件宽松等许多优点,比目前国际上习用的液力传动更能适应飞机牵引车的性能和布局要求,成本亦较低。在新兴的无杆式飞机牵引车领域中,液压传动的优越性尤为突出","call-number":"42-1294/TH","container-title":"中国机械工程","ISSN":"1004-132X","issue":"03","language":"中文;","page":"44-47+4","title":"QFY系列飞机牵引车的液压传动装置","author":[{"family":"王意","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2001"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[13]。现在该公司生产的QW80型飞机牵引车，可以用于机场长距离牵引或顶推120吨以下飞机的作业，如图1-10所示。图1-10QW80无杆飞机牵引车2019年12月21日，上海的提坦科技与中国民航大学正式发布了我国首款电动无杆飞机牵引车eTV90。eTV-90的最大牵引质量98吨，采用纯电动的功能方式，无排放且节约能源；可以连续作业50架次飞机，续航时间长。悬挂采用主动液压悬挂，能实现整车升降；车架整体受力，能够自动均衡载荷；还能自动识别飞机机型，自主设定抱夹和牵引参数，人机安全互锁，确保操作安全以及双动力系统相互备份，关键系统和部件采用冗余设计提高了整车的可靠性，如图1-11所示。图1-11eTV-90电动无杆飞机牵引车在夹持提升机构方面，国内的研究主要集中在机构设计、运动学和动力学、强度分析等方面。宋贺铮等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"8WtCay51","properties":{"formattedCitation":"\\super[14]\\nosupersub{}","plainCitation":"[14]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":168,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/AEWY8HFQ"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/AEWY8HFQ"],"itemData":{"id":168,"type":"article-journal","abstract":"为了评价飞机牵引车工作的可靠性、稳定性和精确性,对其关键部件夹持举升机构进行相应的运动学分析十分必要。文中针对一种新型无杆牵引车进行研究,介绍了其功能及创新优势,基于SolidWorks三维模型建立了夹持举升机构的简图,进行了运动学分析与动力学仿真,得出机构的整体自由度和正运动学方程,论证了牵引车夹持举升机构的有效性与可行性。","call-number":"11-1888/TH","container-title":"起重运输机械","ISSN":"1001-0785","issue":"01","language":"中文;","page":"119-123","title":"新型飞机牵引车夹持举升机构运动学分析","author":[{"family":"宋贺铮;于鸿彬;","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2019"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[14]针对一种新型无杆飞机牵引车的夹持举升机构进行了自由度分析，并且分别进行了夹持机构的运动学正解和提升机构的运动学正解分析，在solidworks中对分析的结果进行了验证。王岳飞ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"icygKQve","properties":{"formattedCitation":"\\super[15]\\nosupersub{}","plainCitation":"[15]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":172,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/4HIWSIPK"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/4HIWSIPK"],"itemData":{"id":172,"type":"article-journal","abstract":"目前无杆飞机牵引车在机场中的应用日趋广泛,夹持举升机构是飞机牵引车上的关键部件,其与飞机的对接性能的好坏直接决定了飞机牵引车的品质。与国际相比,目前国内夹持举升机构的设计研发水平还相对落后,因此加快对无杆飞机牵引车夹持举升机构的研究将对于我国快速发展的航空业提供技术支持。在查阅了国内外无杆飞机牵引车机轮加持机构的专利和文献后,本论文根据SAE标准中的ARP4852、ARP4853、ARP5284、ARP5285中对无杆牵引车设计及操作规范,设计出一种新型无杆飞机牵引车夹持举升机构,利用三维软件做出机构装配图,并与飞机相对接,分布实现夹持举升动作。另外利用闭环矢量法对机构进行运动学分析,构造机构的位姿逆解模型和速度雅克比矩阵。基于全变形雅克比矩阵和虚功原理求解了4UPS-RPU机构的静刚度模型,在计算过程中,对液压缸、阻尼缓冲器的刚度进行了详细计算,利用有限元法分析了球形铰链和虎克铰的刚度。利用MATLAB对刚度模型仿真,得到机构整体刚度在任务空间中的分布规律。另外夹持举升机构直接与飞机前轮对接,其牵引作业过程中必须考虑飞机的受力情况,本文分析了在牵引飞机进行启动、刹车、转弯过程中,飞机前轮、夹持举升机构的受力情况,以及飞机重心位置对受力的影响。为夹持举升机构的设计,提供了理论依据。","language":"中文;","title":"飞机牵引车夹持举升机构性能分析","author":[{"family":"王岳飞","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2014"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[15]根据无杆飞机牵引车设计和操作规范设计了一种新型的夹持举升机构构型，并且利用三维建模软件进行建模，实现了夹持和提升的动作，分析了在牵引飞机的启动、刹车、转弯过程中飞机起落架和夹持提升机构的受力情况。洪振宇等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"8iBNMJIC","properties":{"formattedCitation":"\\super[16]\\nosupersub{}","plainCitation":"[16]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":174,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/ANDM4UYE"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/ANDM4UYE"],"itemData":{"id":174,"type":"article-journal","abstract":"提出了一种新型无杆飞机牵引车机轮举升机构。该机构可控制承载斗实现移动和转动的复合运动。在建立了运动学逆解及速度映射模型的基础上,基于雅克比矩阵的奇异值理论,以机构操作性能为评价指标,研究了该举升机构的尺度综合问题。采用约束坐标轮换法来寻求评价函数的最优解,并讨论了尺度参数对操作性能的影响规律,进而验证了该方法的有效性。","call-number":"12-1120/TH","container-title":"机械设计","ISSN":"1001-2354","issue":"11vo30","language":"中文;","page":"47-52","title":"无杆飞机牵引车机轮举升机构的概念设计与尺度综合","author":[{"family":"洪振宇;许致华;张志旭;王岳飞;","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2013"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[16]等人设计了一种夹持提升机构的新构型，如图1-12所示。图1-12新型夹持提升机构夹持和提升动作图1-12新型夹持提升机构具有夹持过程更平稳、工作更可靠等优点，进行了逆运动学分析，并且以雅可比矩阵条件数为指标进行了尺度综合设计，采用约束坐标轮换法对评价函数进行优化求解，对结构进行了优化设计。在夹持提升机构的控制策略方面，目前国内缺少已发表的研究，可以直接参考的文献较少。根据夹持提升机构的功能需求，本次拟对提升液压缸组采用位置控制策略，对夹持液压缸组采用柔顺控制策略。PID是一种简洁好用的控制算法，通过对偏差的比例、微分、积分运算得到控制量，从而对液压动力机构进行控制。但是针对液压控制系统本质非线性、时变的特点，PID控制需要改进以提高其适应性。陈平平等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"fhUEdWrw","properties":{"formattedCitation":"\\super[17]\\nosupersub{}","plainCitation":"[17]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":180,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/BEINQAFY"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/BEINQAFY"],"itemData":{"id":180,"type":"article-journal","abstract":"随着电液比例技术不断地发展,电液比例技术在工程机械领域得到了广泛的应用。电液比例技术实现了工程机械的远程操作与自动化,促进工程机械向机器人化迈进,拓宽了工程机械的应用领域。而电液比例系统的控制是保证工程机械实现机器人化的关键。现在许多工程机械将传统的液压系统进行了电液比例技术的改造。本文以课题组研制的核环境机器人为研究对象,该机器人的液压系统在不改变原液压操作系统的基础上经过了电液比例技术改造。为了实现核环境机器人远程自动换装技术的轨迹跟踪部分,对机器人的电液比例位置控制系统进行研究,针对电液比例位置控制系统存在的时变性、强非线性等问题,引入模糊PID控制算法,并利用AMESim与MATLAB进行联合仿真,结果表明核环境机器人斗杆运动轨迹得到了精确的跟踪。具体的研究工作如下:1.设计了核环境机器人电液比例改造技术方案,完成用电信号控制核环境机器人。从核环境机器人工作装置的单关节出发,以斗杆的电液比例位置控制系统为例,选取并设计了该控制系统所需的软硬件,以EPEC2024控制器为主要硬件控制平台,使用LabVIEW软件编写了核环境机器人主控制程序,实现核环境机器人的计算机操作控制,为后续研究奠定基础。2.分析了核环境机器人电液比例位置控制系统的组成与工作原理,建立了简化的斗杆电液比例位置控制系统的数学模型,同时应用AMESim软件建立了该控制系统的物理仿真模型,并对数学模型及物理模型进行了相应的仿真研究分析。3.针对核环境机器人位置跟踪中存在误差较大的问题,在MATLAB中设计了适用于核环境机器人的模糊PID控制算法。通过AMESim/MATLAB联合仿真技术展开仿真研究,仿真结果表明:与常规PID控制相比,模糊PID控制的运动轨迹跟踪性能更佳。4.为了检验以上电液比例位置控制系统的理论研究及搭建的软硬件平台的正确性,在LabVIEW软件上开发了基于核环境机器人的电液比例位置系统的PID控制算法并开展实验研究,实验表明核环境机器人电液比例位置控制系统设计的合理性以及控制算法的有效性,满足核环境机器人电液比例位置控制系统的轨迹跟踪控制要求。","language":"中文;","title":"基于模糊PID的核环境机器人电液比例位置控制系统设计研究","author":[{"family":"朱平平","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2020"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[17]针对电液比例位置控制系统存在的时变性、强非线性等问题，引入了模糊PID控制算法，使得核环境下机器人斗杆运动轨迹能够精确跟踪。陈帅等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"18JsUuua","properties":{"formattedCitation":"\\super[18]\\nosupersub{}","plainCitation":"[18]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":178,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/9C5ZI9Y7"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/9C5ZI9Y7"],"itemData":{"id":178,"type":"article-journal","abstract":"采用传统模糊PID控制算法的ΔK_p规则库对K_p参数进行在线修正时,存在精准度不足的问题,对此提出了ΔK_p规则库优化后的模糊PID算法,并对其控制性能进行了研究。根据PID整定的专家经验分析了ΔK_p规则库,并明确了其中不合理的规则,对其进行了调整与改进,完成了对ΔK_p规则库的优化;基于优化后的ΔK_p规则库设计了改进模糊PID控制器;最后,借助多领域协同仿真技术,以阀控缸系统为被控对象,对规则改进后的模糊PID控制器的性能进行了仿真研究。研究结果表明:在对K_p参数进行在线修正时,相比于传统的ΔK_p规则库,新的ΔK_p规则库更加灵活与准确,能克服原有ΔK_p规则库存在的问题,使改进模糊PID控制器的伺服跟踪精度和抗干扰能力都得到显著提升;相比于PID和传统模糊PID,改进模糊PID控制器的控制性能可分别提高18.62%和32.61%。","call-number":"33-1088/TH","container-title":"机电工程","ISSN":"1001-4551","issue":"05vo38","language":"中文;","page":"559-565","title":"改进模糊PID方法及其在电液伺服控制中的应用","author":[{"family":"陈帅;汪成文;张震阳;吉鑫浩;赵赞魁;","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2021"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[18]提出了一种改进的模糊PID方法并且应用在了电液伺服系统中，相比于PID和传统的模糊PID，改进的模糊PID控制器控制性能可以分别提高18.62%和32.61%。随着计算机技术和深度学习的发展，利用神经网络等技术也可以改进PID控制方法，比如高正杰等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"Vh4kVq3S","properties":{"formattedCitation":"\\super[19]\\nosupersub{}","plainCitation":"[19]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":176,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/83PJ2ME5"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/83PJ2ME5"],"itemData":{"id":176,"type":"article-journal","abstract":"机器人是人类生产生活中非常重要的一种科技装备,从自动化工厂流水线、日常家庭生活到地震废墟、火灾现场,机器人遍布人类生活的各个场景,用途越来越广泛,这对机器人的性能提出了更高的要求。机器人需要在大负载、未知非结构环境中保持良好的运动性能,液压驱动型足式机器人正是为这种需求而生。液压驱动单元是液压足式机器人的运动关节驱动器,是整机运动性能的基础。现今液压驱动单元多采用以传统PID控制为核心的相关控制算法,虽然具有较好的控制效果,但机器人实际运动中接触环境工况复杂多变,该控制方法在多工况适应性方面尚不理想,在未知工况下不能保持良好的响应速度和跟随精度。机器学习是一种用计算机从数据中学习有效信息的方法,能够实时学习环境特性并改变相应的控制策略,从而改善控制效果。该方法近年来迅速得到国内外各领域学者的广泛研究。本文针对足式机器人液压驱动单元,将机器学习方法用于液压位置控制系统中,开展相关研究,使该系统具备自学习能力,从而提高系统在未知工况下的控制性能,主要研究工作包括:(1)首先对液压驱动单元位置控制系统进行数学建模,利用MATLAB/Simulink搭建其仿真模型。接着基于仿真模型,对定值PID方法和变值PID方法进行仿真研究,并对比控制效果,分析控制参数变化规律,结果表明:定值PID方法控制精度较差,自适应能力较差,变值PID方法能在多工况下取得较好的控制效果,但需要不断调整参数,实际应用范围有限。(2)为了提高PID控制方法的自适应能力,采用BP神经网络对PID参数规律进行学习,形成基于BP神经网络的自适应PID控制方法。首先确定了学习样本的采集范围,接着对学习范围内各参数按照一定间隔进行划分,并进行排列组合生成有限数量的测试工况。然后测试并记录系统在各个工况下的控制性能,用第一个神经网络拟合工况参数、控制参数和系统性能之间的关系。根据第一个神经网络计算出每个工况下不同控制方法参数的控制性能,按照一定规则选择较优的控制参数。利用第二个神经网络拟合工况参数与选择的控制参数之间的关系,并将该网络用于在不同工况下自动调整控制参数。最后进行了仿真研究,并和PID控制方法进行了对比分析。(3)为进一步提高系统在未知工况下的自适应能力,针对液压驱动单元位置控制系统,设计了一种改进的DDPG(DeepDeterministicPolicyGradient,深度确定性策略梯度)控制方法。针对智能体探索效率低的问题,设计了一种基于模糊方法的探索策略;针对网络性能不足的问题,采用了基于Armijo-Goldstein搜索准则的BFGS(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)算法训练值函数网络;针对算法稳定性较差的问题,将策略网络的输出值与系统实时误差相乘形成新的控制律。最后进行了改进的DDPG算法的仿真研究,并与定值、变值PID方法和神经网络自适应PID方法进行对比分析。(4)基于液压驱动单元性能测试实验台,对定值PID方法、变值PID方法、基于BP神经网络的自适应PID方法和改进的DDPG控制方法进行了实验研究,并根据实验结果进行对比分析。","language":"中文;","title":"基于深度强化学习的液压驱动单元位置控制","author":[{"family":"高正杰","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2019"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[19]为了改正机器人液压驱动单元PID位置控制方法在多工况适应性方面不理想、在未知工况下不能保持良好响应速度和跟随精度的缺点，提高PID位置控制方法的自适应能力，采用BP神经网络对PID参数规律进行学习，并且设计了一种改进的深度确定性学习策略梯度控制方法，使得改进后的控制器可以与被控系统进行交互学习，大幅降低控制误差，并且在位置变化的情况下仍然具有自适应能力。除了PID控制，现代控制策略也被广泛应用在电液位置伺服系统中，比如鲁棒控制、自适应控制、非线性控制等。韩光耀等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"raDfpqF6","properties":{"formattedCitation":"\\super[20]\\nosupersub{}","plainCitation":"[20]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":182,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/XUS8U5QR"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/XUS8U5QR"],"itemData":{"id":182,"type":"article-journal","abstract":"针对电液比例阀控缸驱动的并联机构,设计一种基于扰动观测器的滑模控制方法。在对并联机构末端执行器进行位置控制中,因末端执行器受到被试件转动产生的扰动,且并联机构支链相互耦合,支链液压缸实际负载与理论负载存在较大误差,且误差很难计算出。为此设计非线性扰动观测器以估计未知负载力,在滑模控制器中进行负载扰动补偿。使用滑模控制增强系统的鲁棒性。仿真结果表明:所设计的扰动观测器具有很好的观测效果,在扰动负载的干扰下,该控制系统可实现精确的位置控制,对未知非线性扰动系统具有很好的鲁棒性。","call-number":"21-1132/TG","container-title":"组合机床与自动化加工技术","ISSN":"1001-2265","issue":"01","language":"中文;","page":"97-100","title":"基于扰动观测器的电液比例系统滑模位置控制","author":[{"family":"韩光耀;施光林;郭秦阳;","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2019"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[20]利用滑模控制器具有很强鲁棒性的优点，设计了扰动观测器和非线性滑模控制器，最终使得存在非线性扰动的系统具有稳定性和良好的鲁棒性。党选举等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"x05inx3F","properties":{"formattedCitation":"\\super[21]\\nosupersub{}","plainCitation":"[21]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":184,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/S7DXI3UR"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/S7DXI3UR"],"itemData":{"id":184,"type":"article-journal","abstract":"液压伺服系统位置控制的结构和非结构的不确定性阻碍了其控制精度的提高。对于结构的不确定性,可以采用非线性自适应控制,以实现渐近跟踪性能。但在液压系统中,经常会出现如非线性摩擦此类非结构的不确定性,导致跟踪精度的降低。提出一种不完全微分反演变结构控制器,实现基于摩擦补偿的液压伺服系统的位置控制。该控制器以反演设计为基础,融入滑模变结构控制,利用滑模变结构在滑动模态下对控制系统参数变化和外部干扰的完全不变性,解决系统结构的不确定性问题;结合摩擦补偿,解决系统非结构的不确定性问题;引入不完全微分,弱化控制器的微分效应,减小纯微分突变信号带来的干扰,不完全微分产生的滤波效应可以抑制滑模变结构存在的抖振。从理论上证明了在各种不确定性存在的情况下系统的渐近跟踪性能,仿真实验验证了所提出的控制策略的高精度跟踪性能。","call-number":"44-1259/TH","container-title":"机床与液压","ISSN":"1001-3881","issue":"20vo46","language":"中文;","page":"118-124+112","title":"基于不完全微分反演变结构控制的液压系统位置控制","author":[{"family":"党选举;党超;姜辉;伍锡如;","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2018"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[21]为了克服摩擦非线性对位置跟踪精度的影响，考虑液压控制系统结构的不确定性，利用自适应反演方法的控制结构，在反演设计中结合滑模变结构控制，设计不完全微分反演变结构控制器，从而使液压位置伺服系统具有良好的稳态精度和动态性能。王璇ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"xNfRcIZM","properties":{"formattedCitation":"\\super[22]\\nosupersub{}","plainCitation":"[22]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":186,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/3E2RI864"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/3E2RI864"],"itemData":{"id":186,"type":"article-journal","abstract":"液压伺服系统具有抗负载能力强、响应速度快等突出优点,目前已被广泛应用在导弹发射、工业机器人等领域。液压伺服系统是工业控制中比较常见的执行机构,由于制造原因和时变的工作条件,很难建立该系统精确的数学模型。同时,液压伺服系统还面临着控制方向未知、比例阀零点不准确等其他问题,传统的基于系统模型所设计的控制方法很难同时处理这些问题以获得令人满意的控制效果。因此,研究如何设计具有更好鲁棒性且不依赖于系统数学模型的控制器,对实现液压伺服系统高性能控制、扩展应用场合至关重要。本课题以Festo公司的液压位置伺服实验系统为对象,考虑比例阀不准确零点,在模型未知的情况下,实现对时变给定信号高精度的跟踪控制,分别设计如下控制器:(1)针对该系统模型不确定性引入带有自适应控制增益的超螺旋滑模控制,并证明了控制系统的稳定性。实验结果表明,该方法可以准确跟踪给定的三种期望信号,提高了系统的控制精度,且与传统滑模控制相比具有更高的跟踪精度。(2)针对液压位置伺服系统难以获得精确系统模型这一问题,设计了一种神经网络积分滑模控制,采用RBF(RadialBasisFunction)神经网络逼近系统未知模型,然后引入分数阶积分滑模面,提出神经网络分数阶积分滑模控制。进一步考虑控制方向未知问题,利用基于RBF神经网络的反步自适应控制并结合Nussbaum增益技术,分别提出了控制方向未知时的反步自适应神经网络积分滑模控制器和控制方向未知时的反步自适应神经网络分数阶积分滑模控制器,分别证明了以上几种控制器对应的控制系统稳定性。实验结果表明,提出的所有控制器均能实现对给定信号的准确跟踪。其中分数阶积分滑模控制具有更小的跟踪误差。(3)针对模型未知,控制方向未知控制问题,本文提出了一种反步自适应神经网络控制,并通过理论分析证明了系统稳定性。为降低反步控制设计的复杂度,本文引入动态面并提出了自适应神经网络动态面控制器,证明了被控系统稳定性。该方法通过一阶滤波器来避免反步控制中对虚拟变量的微分操作,降低了控制器的计算复杂度。通过实验结果可知,两种方法均可实现有效控制,但反步自适应神经网络控制跟踪误差更小。通过将本文提出的方法与其他已有方法对比可知:无论是在考虑系统控制方向未知还是假定方向已知且为正向的情况下,基于神经网络的分数阶积分滑模控制器总是具有最好的控制效果,因此针对液压位置伺服系统研究分数阶相关控制器有利于提高系统性能。另一方面,反步自适应神经网络控制与自适应神经网络动态面控制的实验对比结果与理论期望不同,导致该现象的原因可能是系统阶数不高以及后者在反步设计的每一步中都用到了神经网络进行未知函数逼近,不断调节权值故引起较大颤振,进而导致自适应神经网络动态面控制的计算量大同时跟踪误差更大。","language":"中文;","title":"液压位置伺服系统的智能控制","author":[{"family":"王璇","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2020"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[22]针对液压伺服系统控制方向未知、比例阀零点不准确等问题，分别设计了带有自适应增益的超螺旋滑模控制，神经网络积分滑模控制和反步自适应神经网络控制，提高了液压伺服系统的自适应性能。综上所述，虽然国内研究比国外晚，但是也开展了许多研究，而且已经有相关的牵引车产品问世，但是牵引车夹持提升机构的控制策略方面仍然缺少研究，本课题拟重点针对新型无杆飞机牵引车夹持提升机构的控制策略展开研究。1.3国内外研究现状综述与简析综合国内外的研究现状，国外已经有一些产品问世，比如Goldhofer公司生产的AST系列牵引车和MOTOTOK公司生产的电动小型无杆飞机牵引车，国内的许多机场采用的牵引车也是从国外进口，价格比较昂贵，动辄数百万美元。而国内虽然也有类似的产品，比如北京金轮坤天特种机械有限公司生产的QW系列无杆飞机牵引车以及上海的提坦科技深禅的eTV-90小型无杆飞机牵引车，但是无论是牵引重量还是牵引车体积都与国外的产品有一定的差距。国内外对于新型无杆飞机牵引车夹持提升机构的研究主要集中在新的构型设计、强度分析、运动学和动力学分析等方面。比如王岳飞ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"vcKpt3Qw","properties":{"formattedCitation":"\\super[15]\\nosupersub{}","plainCitation":"[15]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":172,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/4HIWSIPK"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/4HIWSIPK"],"itemData":{"id":172,"type":"article-journal","abstract":"目前无杆飞机牵引车在机场中的应用日趋广泛,夹持举升机构是飞机牵引车上的关键部件,其与飞机的对接性能的好坏直接决定了飞机牵引车的品质。与国际相比,目前国内夹持举升机构的设计研发水平还相对落后,因此加快对无杆飞机牵引车夹持举升机构的研究将对于我国快速发展的航空业提供技术支持。在查阅了国内外无杆飞机牵引车机轮加持机构的专利和文献后,本论文根据SAE标准中的ARP4852、ARP4853、ARP5284、ARP5285中对无杆牵引车设计及操作规范,设计出一种新型无杆飞机牵引车夹持举升机构,利用三维软件做出机构装配图,并与飞机相对接,分布实现夹持举升动作。另外利用闭环矢量法对机构进行运动学分析,构造机构的位姿逆解模型和速度雅克比矩阵。基于全变形雅克比矩阵和虚功原理求解了4UPS-RPU机构的静刚度模型,在计算过程中,对液压缸、阻尼缓冲器的刚度进行了详细计算,利用有限元法分析了球形铰链和虎克铰的刚度。利用MATLAB对刚度模型仿真,得到机构整体刚度在任务空间中的分布规律。另外夹持举升机构直接与飞机前轮对接,其牵引作业过程中必须考虑飞机的受力情况,本文分析了在牵引飞机进行启动、刹车、转弯过程中,飞机前轮、夹持举升机构的受力情况,以及飞机重心位置对受力的影响。为夹持举升机构的设计,提供了理论依据。","language":"中文;","title":"飞机牵引车夹持举升机构性能分析","author":[{"family":"王岳飞","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2014"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[15]设计了新型的夹持提升机构构型，洪振宇ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"x5ay6UJX","properties":{"formattedCitation":"\\super[16]\\nosupersub{}","plainCitation":"[16]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":174,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/ANDM4UYE"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/ANDM4UYE"],"itemData":{"id":174,"type":"article-journal","abstract":"提出了一种新型无杆飞机牵引车机轮举升机构。该机构可控制承载斗实现移动和转动的复合运动。在建立了运动学逆解及速度映射模型的基础上,基于雅克比矩阵的奇异值理论,以机构操作性能为评价指标,研究了该举升机构的尺度综合问题。采用约束坐标轮换法来寻求评价函数的最优解,并讨论了尺度参数对操作性能的影响规律,进而验证了该方法的有效性。","call-number":"12-1120/TH","container-title":"机械设计","ISSN":"1001-2354","issue":"11vo30","language":"中文;","page":"47-52","title":"无杆飞机牵引车机轮举升机构的概念设计与尺度综合","author":[{"family":"洪振宇;许致华;张志旭;王岳飞;","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2013"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[16]对夹持提升机构进行了尺度综合，并且对构型进行了优化设计，宋贺铮ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"cKBkUWYD","properties":{"formattedCitation":"\\super[14]\\nosupersub{}","plainCitation":"[14]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":168,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/AEWY8HFQ"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/AEWY8HFQ"],"itemData":{"id":168,"type":"article-journal","abstract":"为了评价飞机牵引车工作的可靠性、稳定性和精确性,对其关键部件夹持举升机构进行相应的运动学分析十分必要。文中针对一种新型无杆牵引车进行研究,介绍了其功能及创新优势,基于SolidWorks三维模型建立了夹持举升机构的简图,进行了运动学分析与动力学仿真,得出机构的整体自由度和正运动学方程,论证了牵引车夹持举升机构的有效性与可行性。","call-number":"11-1888/TH","container-title":"起重运输机械","ISSN":"1001-0785","issue":"01","language":"中文;","page":"119-123","title":"新型飞机牵引车夹持举升机构运动学分析","author":[{"family":"宋贺铮;于鸿彬;","given":""}],"issued":{"date-parts":[["2019"]]}}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[14]对一种新型的夹持提升机构构型进行了运动学和动力学分析。对于夹持液压缸组和提升液压缸组的控制策略缺乏可以直接参考的文献，只能根据性能需求，选择合适的控制策略。根据对性能需求的分析，提升液压缸组采用位置控制，夹持液压缸组采用柔顺控制。在液压位置控制策略方面，PID及模糊PID、分数阶PID等仍旧广泛应用在液压位置控制系统中。Prabu等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"BKsN6pzi","properties":{"formattedCitation":"\\super[9]\\nosupersub{}","plainCitation":"[9]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":202,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/VP9VDG9P"],"uri":["/users/local/BKQLf69P/items/VP9VDG9P"],"itemData":{"id":202,"type":"article-journal","title":"PIDControllerBasedElectro-HydraulicServoSystemForHydraulicPresses","author":[{"family":"Prabu","given":"DVenkatesa"},{"family":"Nandhakumar","given":"R"},{"family":"Sathishkumar","given":"A"},{"family":"Chandiran","given":"R"}]}}],"schema":"/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json"}[9]将PID控制应用在15t压力机的的电液位置伺服系统中，TonyThomas等人ADDINZOTERO_ITEMCSL_CITATION{"citationID":"R0s40EzY","properties":{"formattedCitation":"\\super[10]\\nosupersub{}","plainCitation":"[10]","noteIndex":0},"citationItems":[{"id":200,"uris":["/users/local/BKQLf69P/items/W8TGSQXD"],"uri