發(fā)布時間：2019-03-04 13:36

【摘要】：液壓挖掘機(jī)是鐵路、房地產(chǎn)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要工具之一。傳統(tǒng)的挖掘機(jī)在作業(yè)過程中沒有配備在線計量裝置,其所鏟裝物料的稱重大多依賴于貨車轉(zhuǎn)運(yùn)過秤或離線地磅稱重,這些稱重方式不僅受限于挖掘機(jī)惡劣的工作環(huán)境,而且不利于稱重數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理和管理。將動態(tài)稱重方法應(yīng)用于液壓挖掘機(jī)稱重領(lǐng)域,目前國內(nèi)尚無公開的相關(guān)研究。動態(tài)稱重的應(yīng)用,能夠提高挖掘機(jī)的工作效率,是挖掘機(jī)稱重行業(yè)的發(fā)展方向,實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)高度智能化的重要環(huán)節(jié)。結(jié)合以上背景,本文對液壓挖掘機(jī)動態(tài)稱重方法進(jìn)行研究。首先,通過分析比較國內(nèi)外各種工程機(jī)械的動態(tài)稱重技術(shù)現(xiàn)狀,在分析不同工程機(jī)械的稱重方式和稱重系統(tǒng)性能需求的基礎(chǔ)上,提出液壓挖掘機(jī)動態(tài)稱重方法研究的意義,引出課題研究的主要內(nèi)容。其次,在分析液壓挖掘機(jī)動態(tài)稱重理論的基礎(chǔ)上,提出一套有效針對液壓挖掘機(jī)的動態(tài)稱重方案,并結(jié)合挖掘機(jī)的機(jī)構(gòu)特性和工作環(huán)境的特殊性,基于Kane動力學(xué)理論的動力學(xué)分析和運(yùn)動學(xué)分析構(gòu)建動態(tài)稱重數(shù)學(xué)模型。然后,為了驗(yàn)證動態(tài)稱重數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性,文中結(jié)合挖掘機(jī)的機(jī)構(gòu)參數(shù),利用ADAMS平臺搭建液壓挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)模型,通過模型的仿真采集動態(tài)稱重數(shù)學(xué)模型所需要的輸入?yún)?shù),用于后續(xù)驗(yàn)證。最后,為了驗(yàn)證動態(tài)稱重數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB編譯數(shù)學(xué)模型的算法程序和基于遞推最小二乘法(RLS)的稱重結(jié)果參數(shù)辨識程序,通過分析比較所辨識的物料質(zhì)量和真實(shí)質(zhì)量,確定動態(tài)稱重方案的可行性和準(zhǔn)確性。本文利用ADAMS和MATLAB兩大仿真平臺,完成了液壓挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)模型的搭建和動態(tài)稱重程序的編譯,針對兩種不同的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)的采集和稱重算法的解算,并采用遞推最小二乘估計法進(jìn)行稱重結(jié)果的辨識,結(jié)果表明已達(dá)到項(xiàng)目預(yù)期的收斂性和準(zhǔn)確性。這套針對液壓挖掘機(jī)的動態(tài)稱重方案為實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)高度智能化控制提供了新的思路和方向,對液壓挖掘機(jī)工作效率提升的研究有重大的意義。
[Abstract]:Hydraulic excavator is one of the important tools of railway, real estate and other infrastructure construction. Traditional excavators are not equipped with on-line metering devices in the process of operation, and most of the weighing of their shovel-loaded materials depends on truck transit scales or off-line ground weights. These weighing methods are not only limited to the harsh working environment of excavators. And it is not conducive to the further processing and management of weighing data. The dynamic weighing method is applied to hydraulic excavator weighing field, there is no public relevant research at present. The application of dynamic weighing can improve the working efficiency of excavator. It is the development direction of excavator weighing industry and the important link of realizing highly intelligent excavator. Combined with the above background, the dynamic weighing method of hydraulic excavator is studied in this paper. Firstly, by analyzing and comparing the present situation of the dynamic weighing technology of various kinds of construction machinery at home and abroad, on the basis of analyzing the weighing modes and the performance requirements of the weighing system of different construction machinery, this paper puts forward the significance of the research on the dynamic weighing method of hydraulic excavators. Draw out the main content of the subject research. Secondly, on the basis of analyzing the dynamic weighing theory of the hydraulic excavator, a set of effective dynamic weighing scheme for the hydraulic excavator is put forward, and combined with the mechanical characteristics and the particularity of the working environment of the excavator, Based on the dynamic analysis and kinematics analysis of Kane dynamics theory, a mathematical model of dynamic weighing is constructed. Then, in order to verify the accuracy of the mathematical model of dynamic weighing, the virtual prototype model of hydraulic excavator is built by using ADAMS platform according to the mechanical parameters of excavator. Through the simulation of the model, the input parameters required for the dynamic weighing mathematical model are collected for subsequent verification. Finally, in order to verify the dynamic weighing mathematical model, the algorithm program of MATLAB compiling mathematical model and the parameter identification program of weighing result based on recursive least square method (RLS) are used to analyze and compare the identified material quality and real quality. Determine the feasibility and accuracy of the dynamic weighing scheme. In this paper, the virtual prototype model of hydraulic excavator is built and the dynamic weighing program is compiled by using two simulation platforms, ADAMS and MATLAB. According to two different experimental conditions, the simulation data collection and the calculation of the weighing algorithm are carried out. The recursive least square estimation method is used to identify the weighing results. The results show that the convergence and accuracy of the project have been achieved. This dynamic weighing scheme for hydraulic excavator provides a new idea and direction for realizing the highly intelligent control of hydraulic excavator, and it is of great significance to the study of improving the working efficiency of hydraulic excavator.
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU621

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本文編號：2434306