新型智能挖掘机自动轨迹控制研究

为了使挖掘机能实现良好的轨迹规划与控制精度,具备良好的操作平稳性,建立了智能挖掘机工作装置运动学和动力学模型,并编制模型的Matlab程序,克服多变量、强耦合及负载扰动对于轨迹控制的影响,同时运用小脑模型神经网络(CMAC)的控制方法,逼近工作装置动力学模型,很好的解决自动轨迹控制的问题。结果表明,运用该控制方法得到了良好的控制效果,控制精度达到20 mm之内,满足轨迹控制

第3 7卷第 2期 21 0 2年 4月 文章编号：0 17 4 (0 2 0 -2 90 10 _ 5 2 1 )20 5 -7 4

广西大学学报：自然科学版Ju n lo a giUnvri Na c d o r a fGu n x iest y: tS iE

Vo13 . . 7 NO 2

A r2 1 p.0 2

新型智能挖掘机自动轨迹控制研究贺继林，赵鑫张大庆宋军，,(.中南大学高性能复杂制造国家重点实验室， 1湖南长沙 4 0 8; 10 3 2 .山河智能装备股份有限公司，湖南长沙 4 0 0 1 1 10 )摘要：了使挖掘机能实现良好的轨迹规划与控制精度，为具备良好的操作平稳性，建立了智能挖掘机工作装置运动学和动力学模型，并编制模型的 M t b程序， al a克服多变量、强耦合及负载扰动对于轨迹控制的影响，同时运用小脑模型神经网络 ( MA ) C C的控制方法，逼近工作装置动力学模型，好的解决自动轨迹控制的问题。很 结果表明，运用该控制方法得到了良好的控制效果，控制精度达到 2 0mm之内，满足轨迹控制的要求，以基所于 C C的控制策略方法可以实现对挖掘机实时准确的控制。 MA关键词：程机械；掘机；迹控制；工挖轨小脑模型神经网络 ( MA ) C C控制；力学 动

中图分类号：P 4 . T 2 22

文献标识码： A

T ae tr o to f e nel e t x a ao rjco yc nr l w itlg n c v tr on i eHE J— n i i,Z l HAO Xi HANG Daq n 2 S NG u n,Z — ig O Jn,

( . teK yL brtr o g—e om neC m l nfc r g C nrl ot nvrt, 1Sa e aoao f hpr r a c o pe Mauat i, e t uhU ie i t y Hi f x un aS sy C agh 10 3 C ia 2 S n a neiet q im n C . Ld hnsa4 00 C ia hnsa40 8, hn; . u w r It l n up et o, t,C a gh 1 10, hn ) d lg E

A s at T o eac rt t jc r l nn n ot l rbe fh t l e t xaao i b t c: osl cuae r et ypa i adcnr o

l o ei e i n cvt wt r v a o n g op m t n lg e r hg o n p lt g s b l y,t e k n ma i a d d n mi d l e e p o o e a e n t e e c v— o d ma i u ai t i t n a i h i e t n y a c mo es w r r p s d b s d o h x a a ct ra l . By p o r mmi g Mal b c d s o e c mi g t e i fu n e fc u ln o r1 T rga n ta o e, v r o n h n e c s o o p i g,mu t paa tra d l li r me e n

ds ra cs fod t eeel d l rc l inC nrl r C C)n ua nt oki pee - iub n e o a,h C rb l r t l e a Mo e A t ua o o t l ( MA i t oe e rl e r rsn w st d, h c o l p r x mae t e d n mi d lo x a ao F n e r f ci e r s l n e w i h c u d a p o i t h y a c mo e fe c v t r a l a d g tmo e ef t e u t i n e v s

t jc r cnr1 h x ei na rsl e o s a htte pooe ot l r hv e e r et y o t .T e ep r a o o metl eut d m nt t ta h rp sd cnr l s ae bt r s re oe tcnrl e oma c i uai f r etr, n eC Cc nrl t t ycnaheetera— o t r r n ei s lt no a c y a dt MA o t r e a c iv el op f n m o tj o h o sa g htme a d a c ae c n r lo h x a a o . i n c ur t o to ft e e c v tr

Ke o d:cnt ci c iey x aa r r et o t l ee e a dlA i l in y w r s o s u t n mahnr;ecvt;t jco cnr;C rbl rMo e rc a o r o o a y r o l t ut

C nrl r C C ot ld nmi ot l ( MA )cnr:y a c oe o s

液压挖掘机是一种机构复杂、用途广泛的工程机械，广泛应用在工业

、筑及军事等领域，自动化建其

研究已逐渐成为各国关注的焦点。挖掘机器人是挖掘机研究发展的趋势，自动作业规划能提高其智能化，降低操作手的工作强度，高安全性和控制的准确性。随着机电一体化技术、提自动控制技术、通讯技术的迅猛发展，多种功能的智能挖掘机得以实现。通过控制工作装置的末端来跟踪规划好的期望轨使迹，望轨迹被称为轨迹控制中的目标值，:期如直线挖掘机，自动装载等 J。 近年来，神经网络在机器人运动学、力学中得到了广泛的应用， lr动 Mie等将小脑模型关节控 l收稿日期：0 11 -6修订日期：0 11-8 2 1 .02; 2 1.22基金项目：国家科技支撑计划项目(0 1 A 0 B 1 21B F4 O )通讯联系人：贺继林 ( 9 5)男， 17 -,湖南娄底人，中南大学副教授，博士； - a:hji7 12@yho em.n E m i e l 5 0 1 a o. o e。 l in

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