基于迭代滑模的挖掘机工作装置控制策略

简介

由于挖掘机工作装置具有复杂强耦合非线性和时滞性的特点,并且其在工作过程中存在负载不确定的问题,导致挖掘机的作业效率低、机械磨损大。针对这一问题,采用了一种基于迭代学习控制与滑模控制相结合的控制策略,对挖掘机工作装置各关节轨迹的跟踪控制性能进行了研究。首先,利用拉格朗日力学法,建立了挖掘机工作装置的动力学模型;然后,推导定义了控制律,并利用Lyapunov理论验证了控制器的稳定性;最后,设计了迭代滑模控制器,以小松PC02-1挖掘机为平台,确定了其轨迹控制所需的变量,利用MATLAB对挖掘机工作装置的轨迹跟踪性能进行了数值仿真。研究结果表明:在面对外部扰动的情况下,该方法可有效地提高挖掘机工作装置各关节的跟踪速度与跟踪精度,同时可在一定程度上削弱传统滑模控制的抖振现象,系统的鲁棒性强;该结果表明,迭代学习控制与滑模控制相结合的控制方法具有较好的控制性能。