电液伺服系统摩擦参数辨识与补偿控制

针对非线性摩擦造成挖掘机器人电液伺服系统稳态误差和低速爬行的问题,需要精准辨识摩擦以进行摩擦补偿。首先,将Karnopp速度阈值理论引入经典Stribeck模型,建立挖掘机器人电液伺服系统非线性摩擦模型,并根据非对称液压缸力平衡方程建立目标函数,测量不同恒定速度下有杆腔和无杆腔的压力计算实际摩擦力;其次,优化遗传算法的适应度、交叉概率和变异概率,分别采用改进遗传算法和基本遗传算法对摩擦模型中4个未知参数进行辨识;最后,结合前馈补偿控制器进行正弦轨迹跟踪实验。结果表明:所提出的改进遗传算法辨识精度最高,相较于基本遗传算法,模型误差减少了34%;2种摩擦模型下的正弦轨迹跟踪误差分别为26 mm和59 mm,验证了所提出的摩擦模型在提升挖掘机器人性能上的优越性。

节流槽阀口的流量控制特性研究

对半圆形、单三角形、三角半圆形和双半圆形节流槽阀口的流量系数进行了研究。基于阀口的流量压差特性试验,在已实现程序化计算阀口通流面积的基础上,获得了上述4种节流槽阀口的流量系数及其变化规律,对节流槽滑阀的设计及其流量精确预测具有重要实用价值。

基于物联网和BP神经网络的起重机故障诊断

为解决起重机安全监测措施不完善,出现故障后难在短时间内准确判别故障类型导致的起重机安全事故等问题。在分析总结起重机监测系统使用现状的基础上,研究利用物联网和BP神经网络等技术对起重机的运行状态进行远程监测的方法。采用虚拟仪器为软件开发平台,同时将远程通信WEB服务应用到起重机监测中,实现远程网络智能监测。利用BP神经网络对起重机的几种常见故障进行诊断,实现了故障类型的分类识别。通过对起重机典型故障样本的验证,结果表明该方法的可行性和有效性,大大降低了故障诊断人员工作的难度,为减少起重机的事故发生率提供了一种新思路。

液压挖掘机电液比例系统模糊PID控制联合仿真研究

为了提高挖掘机运动轨迹精度提出了一种应用于液压挖掘机铲斗联系统PID控制器的的模糊控制策略。结合实际情况研究了该控制策略的具体规则,利用MATLAB/Simulink软件建立了控制策略模型,在已知参数的基础上,建立铲斗联液压系统模型。通过联合仿真接口的设置,成功实现了从AMESim到MATLAB数据的正确传递。联合仿真结果表明:阶跃上升时间和稳定时间分别缩减了39%、40%,正弦信号的之后时间缩短了53%,验证了该控制方式能较快进行动作反应,有利于驾驶人员的操作和系统稳定高效的工作。

挖掘机器人伺服系统神经网络滑模控制

挖掘机器人伺服系统存在高度非线性、参数不确定和未建模动态等诸多不利因素,提出了一种结合径向基函数(RBF)神经网络的非线性滑模控制器,以提高控制精度和鲁棒性。首先,建立了单联伺服系统的数学模型;其次,采用RBF神经网络对系统的不利因素进行逼近,提出积分滑模面进一步减小稳态误差,同时减少对伺服系统参数的依赖,在此基础上,设计了基于RBF神经网络的滑模控制器(SMC-RBF),利用Lyapunov理论证明了系统的渐近稳定性;最后,通过不同的参考信号和整平实验验证了控制器的优越性。仿真结果表明,SMC-RBF控制器响应快,跟踪精度高且鲁棒性强,与PID控制器相比正弦轨迹跟踪精度提高了46%。整平实验结果表明,铲斗末端轨迹跟踪精度提高了52%。

液压挖掘机系统BP神经网络策略PID控制联合仿真

挖掘机的处理速度和精度是评判挖掘机品质的重要因素,为提高挖掘机控制器对传递信号的处理速度和精度,结合挖掘机液压系统的控制特点推出应用在挖掘机铲斗联系统上的BP神经网络控制策略,同时也为了智能控制算法得以在工程实践中得到验证,PID控制参数的比例系数、微分系数、积分系数都可以在神经网络的控制算法下采用训练的办法自动进行调整,达到PID参数的最理想配置。本文利用AMESim和Simulink分别建模通过仿真接口的设置,成功将数据进行传输,并利用实验平台的搭建确保AMESim模型的准确性,使得实验仿真结果更具说服性。仿真结果表明:智能控制算法在信号的稳定和上升中响应时间大大缩短。

液压挖掘机工作装置运动仿真研究

以SY235型挖掘机为研究对象,利用CREO3.0软件建立挖掘机工作装置的虚拟样机模型。导入ADAMS中,通过添加约束条件、施加载荷体对其工作装置虚拟样机进行仿真分析,得到挖掘机关键铰接点的受力曲线和斗齿尖的速度、加速度曲线,为挖掘机工作装置进行有限元分析及工作装置的优化设计提供参考依据。

一种液压挖掘机流量控制方法

目前挖掘机主机生产厂家在设计挖掘机时,更多考虑通过增大挖机系统流量及优化发动机功率匹配来提升挖机作业效率。但由于系统流量的大幅增加,超过了回转及行走马达的额定流量,导致马达使用寿命降低。本文提出通过增加梭阀及电磁比例阀并增加相应程序来降低挖机单独回转及行走时主泵的排量(复合动作时系统流量在马达允许范围内),保证液压系统流量在马达允许流量范围内,避免系统流量过大损坏回转及行走马达。