为提高矿用大型液压挖掘机的自动化水平,适应挖掘工况,设计了一种基于倾角传感器检测反馈的轨迹规划与控制系统。对目标挖掘机D-H建模,确定了其运动学正解及位姿表示;提出了一种适应性运动学逆解方法,提高了轨迹规划的柔性;建立了关节空间-驱动空间-检测空间的转换关系;对常见的挖掘卸料工况进行了轨迹规划,得到了液压执行器的位移目标曲线;通过上位机输出控制信号,控制比例多路阀开口,实现了执行器位置伺服。以95 t大型矿用挖掘机为试验对象

为实现自动挖掘,在挖掘机器人的轨迹规划器给出铲斗期望的运动轨迹的情况下,需要挖掘机的控制系统能够控制其工作装置实现对给定轨迹的准确跟踪.电液比例阀兼有开关控制和伺服控制的优点,能实现对液压系统流量和方向的比例控制.该文提出了一种对常规挖掘机的液压回路进行简单的改造后,在挖掘机上既能实现常规手柄操作控制,又能实现电液比例遥控轨迹跟踪的液压回路.在建立系统数学模型的基础上,该文提出了一种PID参数自适应的控制策略,并利用仿真实验对其性能进行验证.

从液压挖掘机器人这一诊断对象的特点出发,构造与监控系统DCS紧密结合的故障诊断系统,故障库的不同层次采用不同的分类原则进行分类,有效减少了搜索量,提高了诊断效率.

在分析挖掘机器人液压控制系统的基础上，提出了基于模块化建模方法，利用MATLAB软件的动态系统分析软件包SIMULINK，建立挖掘机器人各个液压元件的动态数学模型，以及各种动力系统节能控制模型，实现了图形用户界面下易于参数修改的元件及子系统模块化模型，并对该液压控制系统模型进行了仿真研究。

介绍了挖掘机器人液压系统回路的主要组成及ALP75型多路阀液压系统的主要特点，并根据应用的需要，对系统进行了改进设计。实际应用表明，选型合理，通过对系统的改进，满足了主机的作业性能要求。

分析了液压挖掘机器人伺服控制的特点提出了一种按时间基准对其轨迹进行规划的策略不必检测机器人关节角速度就能实现平稳、高精度的轨迹跟踪控制.在自行研制的挖掘机器人上进行的实际试验结果表明这一伺服控制策略取得了预期的效果能满足作业控制要求.

首先利用机器人运动学将铲斗的理想运动轨迹和各工作装置的目标转角序列联系起来然后利用拉格朗日方程建立各工作装置的运动学模型最后推导出LUDV液压驱动系统的电液模型从而得到了挖掘机器人运动系统的完整模型.针对系统动力学的高非线性、参数的不确定性、外界干扰及比例方向阀的死区及非线性增益等特点提出一种建立在自适应鲁棒控制基础上的非连续映射方法来处理运动系统并利用鲁棒反馈来消除近似误差.最后利用动臂控制试验来验证控制方法的正确性.