【摘要】：當(dāng)前,裝載機(jī)正面臨著操縱和控制的改革,電子化、自動(dòng)化、機(jī)器人化是裝載機(jī)更新?lián)Q代的發(fā)展方向。我國(guó)裝載機(jī)的發(fā)展必須與國(guó)際接軌,為了提高我國(guó)裝載機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力,必須加快裝載機(jī)的機(jī)器人化和智能化方面研究。 本論文從智能機(jī)器人的思想出發(fā),研究了機(jī)器人化裝載機(jī)的控制問(wèn)題,引用了施小博等人提出的基于行為的控制方法。認(rèn)為這種控制方法能夠滿足裝載機(jī)復(fù)雜的工作環(huán)境。并對(duì)這種控制方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行改進(jìn),即采用幾個(gè)并聯(lián)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代替一個(gè)多輸入多輸出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),提高訓(xùn)練精度和運(yùn)算速度。本文還將文中提到的模糊控制方法進(jìn)行了MATLAB仿真。 選定控制方法以后,接著對(duì)裝載機(jī)進(jìn)行改造,使得改造后的裝載機(jī)可以適應(yīng)這種新的控制方法。改造內(nèi)容如下： (1)工作裝置及其液壓系統(tǒng)改造 對(duì)裝載機(jī)的工作裝置建立運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型,分析了工作裝置的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),并且應(yīng)用VC++語(yǔ)言編寫了裝載機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真圖形。工作裝置液壓系統(tǒng)的改造主要是對(duì)高速開關(guān)電磁閥的應(yīng)用。本論文根據(jù)以往的研究成果提出用高速開關(guān)電磁閥作為先導(dǎo)閥來(lái)控制多路閥閥芯位移,最終控制工作液壓缸的伸縮。轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的改造也是依據(jù)此方法。 (2)傳動(dòng)系統(tǒng)改造 首先對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行介紹,然后對(duì)自動(dòng)換檔變速箱的換檔規(guī)律進(jìn)行研究。本文首次提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的五參數(shù)換檔規(guī)律。為了改善換檔品質(zhì),提出了用數(shù)字開關(guān)電磁閥控制進(jìn)入變速箱離合器的油壓。 (3)油門控制系統(tǒng)的改造 市場(chǎng)上的線控油門控制系統(tǒng)價(jià)格昂貴,本文根據(jù)裝載機(jī)的特殊控制要求,提出了用PLC、步進(jìn)電機(jī)、離合器、油門踏板和角度傳感器組成油門開度控制系統(tǒng)。 (4)基于S7系列PLC的高速開關(guān)電磁閥控制方法的研究及傳感器選用 利用該型號(hào)PLC的高速輸入輸出等功能,組成PID閉環(huán)控制系統(tǒng),控制高速開關(guān)電磁閥控制口的壓力和流量,最后控制液壓缸的伸長(zhǎng)量。文章以其中一個(gè)液壓缸的控制為例進(jìn)行介紹。選取了智能裝載機(jī)所需要的一部分傳感器。 本論文吸收和引用大量關(guān)于裝載機(jī)的研究成果,進(jìn)行優(yōu)化組合,并且提出了很多自己的觀點(diǎn)。為裝載機(jī)的機(jī)器人化和智能化研究提供了整體改造思路。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH243
【圖文】：

機(jī)的自動(dòng)挖掘控制系統(tǒng)必須為裝載機(jī)構(gòu)產(chǎn)生在線運(yùn)動(dòng)命令�；趯�(shí)時(shí)特點(diǎn)，控制策略能夠產(chǎn)生合適的運(yùn)動(dòng)命令。完成這些功能，控制系統(tǒng)必須擁有如下的基本模塊。傳感系統(tǒng)系統(tǒng)可以將挖掘地點(diǎn)情況和機(jī)器特點(diǎn)實(shí)時(shí)地傳給控制系統(tǒng)。這些參數(shù)、大塊物料的方向，鏟斗運(yùn)動(dòng)阻力、鏟斗空間狀態(tài)、鏟斗是否裝滿、度、輪子滑動(dòng)和平衡)�？刂葡到y(tǒng)應(yīng)用這些傳感資料去選擇和評(píng)估下便最終完成裝載目標(biāo)�？刂葡到y(tǒng)要求三類信息:挖掘環(huán)境中地面以上和地面以下的信息、鏟態(tài)信息。面以下的信息包括鏟斗和物料的相互作用狀態(tài)。確定地面以下巖石狀展成熟，所以我們?cè)阽P斗腕部安裝力和力矩傳感器來(lái)獲得鏟斗和物料況。我們?cè)阽P斗的腕部安裝三維力和力矩傳感器來(lái)獲得地面以下的挖從價(jià)價(jià)乓x一凡夕+。;

東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第3章狀態(tài)識(shí)別和動(dòng)作執(zhí)行設(shè)計(jì)的輸入節(jié)點(diǎn)為3，輸出為3節(jié)點(diǎn)的雙隱層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最后確定第一隱層節(jié)點(diǎn)25個(gè)，第二隱層節(jié)點(diǎn)8個(gè)。訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差曲線是圖3.5: 111111!...一一一 ---III二，… …圖3.5誤差曲線 Fig.3.5Curveoferroraboutthenetwork誤差曲線能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，下面我們?nèi)齻�(gè)輸入是鏟斗裝滿率(刀萬(wàn)天)、大石塊表面與鏟斗底部夾角(入下)、鏟斗刃是否到達(dá)鏟掘極限(AL)和其中一個(gè)輸出(裝載行為凡為)為例，作仿真如圖3.7:從圖3.7仿真來(lái)看，結(jié)果并不是十分精確。下面我們采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)刃Nl換成三個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組合刀萬(wàn)IBI、刃NIBZ、N萬(wàn)IB3。其中刀NIBI三個(gè)輸入是鏟斗裝滿率(刀萬(wàn)天)、大石塊表面與鏟斗底部夾角(刀F)、鏟斗刃是否到達(dá)鏟掘極限(AL);一個(gè)輸出是裝載行為BZ，如圖3.6。設(shè)計(jì)雙隱層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最后確定第一隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)為20，第二隱層節(jié)點(diǎn)為5

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 陳斌;基于PID算法的電液比例閥控制系統(tǒng)研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2717229