黄河防洪夯实打桩一体机的设计

黄河防洪用夯实打桩一体机是在原有液压挖掘机上加装一套夯实打桩机构,集夯实、打桩为一体,适合防汛抢险和施工条件恶劣的作业环境。对该设备的受力状况、应力分布、零件材料等进行了设计,并对其工作原理进行了分析。     

液压挖掘机铲斗的轨迹跟踪控制

为了降低液压挖掘机进行精整作业时的手动操作难度,对某型液压挖掘机的工作装置进行了二自由度的动力学分析,建立了其动力学方程;通过测试试验,给出了控制阀死区补偿方法,PID参数设置方法和数值;并在上述参数下进行了仿真实验。结果表明,当铲斗末端跟踪的设定水平直线长度为2500 mm,铲斗水平跟踪速度为107 mm/s时,其精度可以控制在120mm之内,达到一般熟练工人的程度,证明了该控制方案是可行的。     

液压挖掘机铲斗轨迹跟踪的鲁棒控制

首先给出了挖掘机工作装置的两自由度动力学方程模型;然后基于滑模控制原理设计了状态观测器,并在此基础上根据反演法设计了挖掘机工作装置的带滑模观测器的变结构控制器;最后在改造后的挖掘机上进行了试验,并给出了所设计的控制器和常规PID控制器跟踪设定直线的效果。试验结果表明,使用常规PID控制器所得到的跟踪误差大于40 mm;而使用作者设计的控制器其跟踪误差可以控制在30 mm之内。对比结果表明,所设计的控制器对设定直线的跟踪具有良好的动态特性,对系统的不确定性具有较强的鲁棒性。     

液压挖掘机工作装置运动轨迹的智能控制及示教再现

运用模糊智能控制方法对单斗液压挖掘机的动臂和铲土工作装置的运动过程进行跟踪,通过微机的智能化分析学习,实现轨迹控制和示教再现。它对提高单斗液压挖掘机的自控水平和工作效率具有较大意义。文中主要讨论了示教再现原理,系统组成和系统编程。     

基于CAN总线的液压挖掘机控制系统设计

由于CAN总线具有高速传输、抗干扰能力强、支持分布式控制或实时控制等特点,所以基于CAN总线设计了一种液压挖掘机控制系统.该控制系统具有整车状态监测、故障诊断和油门控制等多种功能.经过装车试验表明,控制系统性能稳定、可靠,控制器和显示器之间CAN单向和双向收发数据通信成功率达到100%.发动机空载时转速控制精度高,从怠速转速(1 000r/min)逐渐增大到额定转速(2 250r/min)过程中,转速最大误差为17r/min.     

液压挖掘机功率匹配节能控制系统

将发动机、变量泵、控制阀、负载作为一个系统,分析了该系统各环节匹配的原理和方法。以泵出油口压力为依据,实现了动力系统 工况的自适应控制;以转速传感控制方式实现了发动机 泵的功率匹配;以变量泵出口流量为依据,由微机控制调节多路阀阀口开度,实现了负载 泵的功率匹配。克服了以往单纯采用压力或转速控制方式的不足,并采用模糊算法在线实时调整PID控制参数,实现了自适应节能控制。     

液压挖掘机节能用智能PID专家控制系统

从节能角度出发，在充分分析国内、外液压挖掘机节有控制方法及理论的基础上，综合考虑了转速控制和压力控制的优点，为液压挖掘机节能首次提出了基于这两种控制理论和新的控制方法－－分工况智能PID专家控制系统，并基于此方法进行了计算机仿真和试验检验。     

考虑多关节时滞的液压挖掘机轨迹跟踪研究

为了减小多关节系统的时滞特性对液压挖掘机工作装置轨迹跟踪精度的影响,本文设计了考虑时滞的长短期记忆-广义回归级联网络和一种基于该网络模型的多关节控制系统。利用几何法分析闭式链运动状态,建立以摇臂关节为末端反馈关节的含闭式链的工作装置运动学逆解,通过4-3-3-3-4多项式轨迹规划算法在关节空间上生成轨迹。结合LSTM的时序处理能力和GRNN的强非线性映射能力,以比例阀信号和关节转角的各阶延迟以及目标转角作为网络输入特征,通过多关节联动辨识建立起输出信号和输入特征的映射关系模型,将关节模型作为逆控制器实现多关节轨迹跟踪。经AMESim-Simulink仿真验证:在空载或变载荷作用下,与不考虑时滞的LSTM系统比,考虑时滞的多关节控制系统能更准确、更迅速、更平滑地跟踪规划轨迹,误差小,并且系统具有较强鲁棒性。     

基于低通滤波器的液压挖掘机工作装置轨迹跟踪滑模控制

为了提高液压挖掘机工作装置轨迹跟踪的精确度,用Lagrange法建立了液压挖掘机工作装置的动力学方程。针对液压挖掘机工作装置的高度非线性、时滞性及参数不确定性,运用带低通滤波器的滑模算法对其进行控制,并对设计的控制器进行了稳定性分析,对工作装置进行了仿真实验。结果表明,基于低通滤波器的滑模控制算法,既可有效地消除抖振现象,又可提高系统的快速跟踪性能和动态响应性能,同时对参数不确定性有较好的鲁棒性。     

液压挖掘机节能用智能PID专家控制系统

从节能角度出发,在充分分析国内、外液压挖掘机节能控制方法及理论的基础上,综合考虑了转速控制和压力控制的优点,为液压挖掘机节能首次提出了基于这两种控制理论的新的控制方法──分工况智能ＰＩＤ专家控制系统,并基于此方法进行了计算机仿真和试验检验。     

液压挖掘机工作臂的自适应控制

讨论了应用自适应控制对液压挖掘机工作臂位置进行控制,采用自适应控制设计挖掘机工作臂的位置控制器,克服了在工程机械车辆中存在的只通过简化计算而得到的数学模型与实际控制对象不符的问题,并在Simulink环境下对液压挖掘机工作臂的迹线控制进行了仿真试验研究.仿真运算,证实了方法的有效性,建立了与工作臂实际位置相符的数学模型,保证系统平稳地沿希望迹线运行.     

液压挖掘机反铲装置特殊工作尺寸及挖掘轨迹包络图

本文介绍了用坐标转换计算斗齿位置和特殊工作尺寸以及相应的三组液压缸长度的方法,建立了挖掘轨迹包络曲线的数学模型,提出了包络图面积的计算方法,并给出实例.     

并联式混合动力液压挖掘机动力源特性研究

针对液压挖掘机在15s的一个典型工作周期下的工况,分析液压挖掘机的工况特点,建立并联式混合动力液压挖掘机动力源部分的数学模型,提出一种并联式混合动力液压挖掘机动力参数的优化组合配置,研究空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制的永磁同步电机（PMSM）以及NiMH电池组在典型工作周期下的发电/电动、充电/发电能量转化效率、电机转速、转矩等动态响应特性以及SOC变化特性.仿真结果表明,该优化组合的动力总成能满足液压挖掘机动力需求和能量转化效率要求,能提升整机系统的油耗特性,并且电池系统只充当能量交互的媒介,实现液压挖掘机的高效节能的控制.     

Stewart液压平台轨迹跟踪自适应滑模控制

Stewart液压平台是一个多输入多输出（MIMO）非线性系统,其耦合运动过程中存在参数不确定性与干扰影响其轨迹跟踪精度,针对此问题,考虑了系统参数的不确定性,利用Backstepping方法结合滑模控制与自适应控制的优点,推导得到系统的多级自适应滑模控制器,以增强系统运行过程中对运动与力的跟踪性能.利用AMESim与MATLAB的联合仿真方法进行验证,与传统基于各缸位置偏差的比例 积分 微分（PID）控制器相比,结果表明,该方法在系统参数不确定所引起的干扰下,能更有效地降低各缸的位置和力的跟踪误差,从而提高了运动平台末端的动态跟踪精度.     

液压挖掘机动臂闭式油路节能系统

通过对液压挖掘机典型工况特性分析,提出了一种液压挖掘机动臂闭式油路节能系统,阐述了配置蓄能器动臂闭式油路系统的节能原理。在其工作原理基础上建立了液压元件及电气元件的数学模型。在典型挖掘循环中,分析了系统中蓄能器、电动机和负载3个主要功率部件的运行状况。理论分析和仿真结果表明:液压挖掘机动臂闭式油路节能系统运行状况良好,与普通阀控液压挖掘机动臂驱动方式相比,该系统节能率约为33.1%,为液压挖掘机整机节能提供了参考。     

液压挖掘机单双泵功率匹配控制策略

应用改进的单神经元自适应PID控制算法,构建了液压挖掘机单双泵功率匹配控制器,在双泵中,结合交叉功率控制方法,为发动机与双变量泵功率匹配提供了较好的控制策略。     

全功率变量泵驱动的液压挖掘机回转机构运动参数计算

双泵全功率变量泵驱动的液压挖掘机在挖掘作业中,回转机构运动分析的困难在于:当全功率变量泵进入变量特性阶段,液压系统中的流量如何根据回转马达和工作液压缸中的瞬时压力之和来确定;回转机构的驱动力矩如何根据回转马达中的瞬时压力来计算。目前所采用的无论是按定量泵驱动方式或者是按分功率变量泵的驱动方式所进行的回转机构运动分析都没有解决这一问题。本文从双泵全功率变量泵的变量特性出发,详尽地分析了该驱动方式下回转机构的一般运动规律,建立了运动分析的数学模型和数值计算方法,为评价回转机构设计合理性奠定了基础。     

液压挖掘机斗杆、铲斗回路仿真及再生控制研究

为了研究挖掘机挖掘工况下斗杆、铲斗的再生回油量与挖掘力的动态平衡,以提高挖掘机工作效率,在深入分析负流量液压系统的基础上,利用AMESim仿真软件建立了斗杆、铲斗的液压回路模型,并以实际挖掘中油缸输出压力作为模拟负载验证了模型的正确性.利用仿真模型详细分析了流量再生阀弹簧刚度对回油再生量和挖掘力的影响,该方法对实际液压系统设计与参数优化有一定的实用价值.     

基于单神经元的液压挖掘机自适应PID节能控制

在分析单神经元PID特性的基础上,设计了基于单神经元的液压挖掘机自适应PID节能控制器。该控制器通过神经元的自学习,对传统PID控制器的比例、积分、微分系数进行在线调整,实现了挖掘机功率匹配自适应控制。仿真结果显示单神经元PID自适应控制器具有较强的鲁棒性。