当前位置：首页 > 实验对大型机械液压挖掘机实施复杂的路径跟踪控制
参数CH,K?和K?取决于缸的冲程，转动惯量J受挖掘机工作臂的位置以及阻尼因子的影响。, DZ和DM取决于活塞运动的速度和关节角速度。忽略外部干扰，在方程7中转换函数有5个极点MEXT。
4.2 状态空间控制（SSC）
如式7所述，五顺序指令的但工作臂系统模型。如此高的指令系统使得实际一个控制器变得很复杂。因此，极点分析消去法在此应用以减少系统模型到三个命令。位移、速度、加速度被同时反复应用。如图5闭环衍生函数为
带有ITAE的三指令参考模型Gm(s)被选择[9]
图5 挖掘机工作臂路径控制的参考模型自适应控制
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通过极点分析消去法让Gm(s)=Gg(s)，因此，闭环控制系统可以被简化成包括位移、速度、加速度的三状态变量。这对测量时很必要的。所以，六控制参数的控制参数矢量P(t)可以得到
4.3 参考模型自适应控制（MRAC）
为了使六个控制参数随系统变化而自动调整，带有梯度方法的MRAC与SSC交融连接以适应六控制参数使其标准化
最小量。控制系统输出?，模型输出?m
w(t)为标准输入，控制系统输出和模型输出的调节误差为
为使标准I(P)最小化，使控制参数P在标准I(P)的负梯度方向上改变时可行的，所以，从式13、14中衍生的速率矢量V(P)在式15中被定义
当???,P0，控制参数的适应法则为
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?是以个正的恒重银子，其允许值取决于参考输入信号和控制系统输出的量级[8] 在跟踪控制系统中，六控制参数需要协调，从式10可以看出6个控制参数是函数Kf2的函数。通过等价原理[8]，控制系统参数b0,a5,a0可以被视为恒量。为了简化方法，仅通过控制参数Kf2和其他5个参数使I(P)最小化是可行的。因此，控制参数的适应性法则可简化为
其他5个控制参数可以调整到与式10一致。因为整个跟踪液压控制系统在图4中显得很复杂。吊杆、臂和吊桶的带有跟踪控制器和PID阀控器的子系统必须很熟练，所以运用控制算法在文中很明确。 5 路径跟踪控制实验
整个测试挖掘机的伺服控制系统在图中显示。先进的路径产生和控制策略。像SSC和MRAC被应用于路径追踪控制器，用于吊杆、臂和吊桶去理解三工作臂的路径跟踪控制，实现吊桶终点的复杂路径追踪。图6显示了吊桶终点Q从[xQ(0),zQ(0)]=[520 cm,15cm][ xQ(15sec),zQ(15sec)]=[350cm,15cm]15秒内水平直线轮廓的追踪路径控制结果。
液压挖掘机所需的工作精度可被假设为±5 cm [5]测试结果显示吊桶终端点Q的跟踪控制精度用MRAC可达±1 cm，用SSC可达±2 cm，都可以满足要求。被描述的吊桶的终点Q的水平路径跟踪由已给出的Z方向的水平路径zQ(t)=15 cm和X方向的[xQ(0),xQ(15sec)]=[520 cm,350 cm]组成。如图7所示。吊桶的预设跟踪与式3中的[?3(0),?3(15sec)]=[30, 52_],一致，所以式1中的吊杆路径和工作臂被计算。图8表示3工作臂的路径跟踪结果被三路径控制器控制。为了检验MRAC参数控制的自检验能力。图9可看出6控制参数MRAC和SSC中kf0(t)的变化。另外，为确定跟踪控制器的稳定性，150公斤的外部干扰在图6的路径跟踪进程被引用。从图10可看出2个控制策略可以保证有扰动时的控制精度。最后，4500公斤的大型挖掘机跟踪路径控制的可行得到验证。
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图6 吊桶底点Q的平直剖面的路径控制实验结果
图7 在X轴和Z轴方向上的路径控制实验结果
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