一、混凝土泵车臂架智能控制系统开发(论文文献综述)
俞志鹏[1](2018)在《混凝土泵车臂架末端轨迹控制研究》文中进行了进一步梳理随着机械智能化的发展,今后混凝土泵车也将趋于智能化,旨在实现泵车的自动布料,有利于节省人工成本,降低人工强度以及减少混凝土浪费。泵车臂架末端轨迹的控制是实现泵车自动布料的一个重要环节。因此需要对臂架末端轨迹科学合理的控制,提高其浇注精度。为便于泵车臂架末端轨迹控制的研究,将泵车臂架考虑为刚性臂架,基于遍历优化算法的泵车臂架末端轨迹控制方案进行设计,控制程序易编写,初步实现泵车臂架末端轨迹的精确控制。为了合理地控制泵车臂架末端运动轨迹,以臂架在控制过程中的运动平稳,减小冲击为优化目标,应用基于遍历梯度投影算法的控制方案对臂架末端轨迹控制进行优化,在理论上进行分析,证明了优化的控制方案能达到臂架控制过程中的优化目标,该种控制方案为实现泵车自动布料提供了理论支撑。为验证优化的控制方案对泵车臂架末端轨迹控制具有可行性及通用性,以泵车臂架系统为原型,利用“以电代液”的思想,设计制作一套臂架末端轨迹控制实验系统,对其进行实测验证,结果表明该种控制方案对混凝土泵车自动布料是可行的,研究结果具有一定的参考价值。
王晓明[2](2018)在《基于臂架变形补偿的混凝土泵车臂架运动轨迹控制技术研究》文中认为混凝土泵车作为现代建筑行业中必不可少的工程机械。目前,绝大多数混凝土泵车的操作是通过操作杆控制单节臂的移动实现浇筑,而这种费时费力的传统液压控制方式已经不能满足日益复杂和苛刻的工况,为了实现更加精准和高效的实现混凝土的浇筑,混凝土泵车自动化技术需要不断提升。混凝土泵车臂架系统作为混凝土浇筑主要执行机构,其末端轨迹的精确控制也已经成为混凝土泵车臂架系统研究热点之一。由于混凝土泵车臂架是一个多自由度高柔性悬臂梁结构,本文以混凝土泵车臂架系统作为研究对象,结合四臂节混凝土泵车实例进行研究,主要研究内容归纳如下:(1)首先,阐述运动学分析的数学基础,包括位姿与位置的描述和齐次坐标与变换方程,并在此基础上阐述D-H矩阵法。以D-H矩阵法为基础,建立了混凝土泵车臂架系统的正运动学模型;然后再根据混凝土泵车臂架系统的结构特点提出了一种几何法求解逆运动学。最后,建立了液压缸行程与臂节之间旋转角度的数学模型,为下文提供了坚实的理论依据。(2)根据混凝土泵车臂架系统的变形量理论和有限元思想,提出了基于BP神经网络的混凝土泵车臂架系统的变形补偿方案。首先,使用ANSYS有限元仿真建立混凝土泵车轨迹运动过程得到臂架系统变形量数据模型,再借助BP神经网络技术建立变形补偿算法,对其进行学习得出臂架变形规律。最后,再进行仿真预测验证该变形补偿算法的稳定性和误差大小。(3)为了研究了混凝土泵车臂架系统的末端轨迹运动控制问题,首先分析了混凝土泵车臂架系统的控制策略基础理论,并根据控制原理分析了混凝土泵车臂架系统动力学方程及轨迹表达式。在此基础上建立了PID控制模型、基于RBF神经网络的PID控制模型,再将臂架变形补偿考虑进控制系统,建立了基于臂架变形补偿的混凝土泵车臂架系统运动轨迹的控制模型。最后,应用MATLAB及其相关软件对其模型进行仿真,分析了响应过程和误差,实现了混凝土泵车臂架系统的轨迹智能控制。
姜平[3](2018)在《混凝土泵车臂架系统的自动化控制》文中提出随着工程机械行业的迅猛发展,混凝土泵车在工程建设中被广泛的应用。为进一步提高经济效益,对泵车性能也不断提出了新的要求。泵车自动布料控制系统是泵车控制系统中一项核心关键技术,也是一个难点技术。本文以混凝土泵车的臂架系统为研究对象,分别考虑了刚性臂架和柔性臂架两种模型,采用遍历算法对臂架逆动力学进行了求解,根据给定轨迹即可求解出较精确的臂架末端坐标轨迹;基于solidworks建立了臂架系统的三维模型,应用Matlab、AMESim和ADAMS联合仿真技术,建立了臂架动力学、液压系统和自动布料控制的联合仿真模型,并进行了臂架轨迹动作仿真实验,以更接近实际的工况验证了自动布料控制系统的可行性。通过仿真分析表明,本文提出的自动布料控制系统能够根据预定轨迹实现自动布料,并且具有较好的稳定性,对臂架系统自动布料的控制技术研究提供了较可靠的理论依据和仿真计算方法。
刘荣升[4](2016)在《大型串联臂架系统工作端轨迹控制研究》文中研究表明随着城市化进程的加快以及基础交通工程建设的需求,大型臂架系统得到越来越广泛的应用,例如高空作业车的臂架系统,用于混凝土输送的混凝土泵车臂架系统等。目前,这类大型臂架系统的自动化程度较低,严重制约了施工效率以及整体施工水平的提高,因此开展大型臂架系统工作端轨迹控制的研究具有重要的理论与现实意义。大型臂架系统多为冗余度系统,具有强的非线性和柔性特性,而且在实际应用中大型臂架的轨迹运动具有任意性和高实时性的要求,这些客观的因素给大型臂架系统工作端轨迹运动的实现带来挑战。本课题以混凝土泵车臂架系统为具体研究对象,分别从具有冗余度臂架系统的轨迹规划,关节的伺服控制,轨迹的控制试验,以及臂架振动的主动控制等方面展开研究,研究的内容主要包括:(1)建立臂架系统的D-H坐标系并进行正运动学分析。针对多冗余度的臂架系统,提出一种基于区域划分的轨迹规划方法,通过将臂架系统工作端的工作空间划分成若干个规则子区域,并在各子区域中给定前三关节的优化规则,将原冗余度系统转换为非冗余度系统,实现臂架系统逆运动学的快速求解,解决了轨迹规划的实时性问题。由引入的区域划分和优化规则得到前三关节的全局优化轨迹,以实现臂架系统的平稳运动。通过对各关节处驱动机构的分析,建立关节空间与驱动空间之间的运动关系。(2)对于关节的运动控制,提出基于流量前馈和仿人智能控制相结合的控制策略,通过应用间接式的测量方式获取相对精确的系统流量特性以提高前馈控制的精度;通过模拟人的思维和控制行为给出系统的误差特征模型,并制定相应的控制模态和推理规则,提出的综合控制策略能够有效克服臂架系统中强非线性和参数不确定性因素对轨迹控制的影响,实现关节精确、平稳的运动控制。对系统中的时变死区特性提出基于深度的双向补偿策略,通过制定不同方向的多段式补偿措施,解决由于扰动而引起的比例阀频繁换向问题。对轨迹运动中的流量饱和问题提出一种抗流量饱和控制策略,依据系统的最大流量实时地修正工作端的指令速度,实现了臂架工作端在供给流量不足情况下仍能完成既定运动轨迹,并保持较高的使用效率。(3)应用lagrange法建立臂架系统强非线性的柔性多体动力学模型,基于建立的模型应用数值法分析臂架系统在周期性外部激励下的振动响应。基于分析的结果,针对由外部激励引起的臂架振动提出位置恒定无指令输入整形的主动控制策略,通过设计具有相反方向的双脉冲控制作用,实现对臂架系统振动的快速抑制,并避免减振过程中引发的臂架位置偏移。(4)设计臂架轨迹控制系统的硬件体系以及遥控功能,基于真实的臂架平台进行典型直线轨迹运动控制试验。试验结果表明,本文所提出的解决方案是切实可行的,能够实现臂架系统平稳、精确的轨迹运动。以上问题的解决为大型臂架系统运动控制的工程应用奠定了基础。
朱则刚[5](2015)在《市场给力 科技创新 混凝土泵车精彩成就未来》文中研究表明当下,我国商品混凝土约占现浇混凝土的15%?20%,与发达国家的70%?90%相比还有较大的差距。随着大批基础建设工程的开工和国内商品混凝土行业以及建设机械租赁业务的快速发展,建设机械以及相关混凝土机械行业得到了突飞猛进的发展,混凝土泵车的市场空间进一步扩大。商品混凝土设备的配套产品以及能够满足用户特殊要求的产品将会在未来得到较大发展。预计未来5年,仅混凝土泵车的年需求量将由过去的1000
张国颖[6](2015)在《混凝土泵车臂架的遥控器开发及动力学模型研究》文中研究表明混凝土泵车是建筑行业应用最广泛的机械设备之一,具有操作灵活、方便高效等诸多优点。混凝土泵车臂架是一个多自由度的冗余系统,伸展长度达几十米。泵车作业现场环境复杂,传统控制多采用手动控制单节臂架运转的方式。随着技术发展和施工需要,如何控制泵车臂架协调、平稳、准确、可靠地运动成为近年来研究的热点。本论文主要包括两大部分:一是完成了基于ZigBee的泵车臂架的遥控装置设计制作;二是构建泵车智能臂架半实物仿真平台,并对被控对象臂架模型进行动力学建模。混凝土泵车臂架遥控装置包括发射端和接收端两部分。发射端上有多功能集成操作摇杆和按键,操作者通过操作摇杆和按键下发操作指令。发射端安装有LCD屏,用来显示臂架实际角度信息。接收端接收指令后转换成CAN信号并发送至CAN总线,供半实物仿真平台中的PLC控制器接收。本次设计改变了操作者直接控制每一节臂架的传统操作方式,而是利用多功能集成操作手柄给出浇筑点的运动轨迹所对应的臂架升降、伸缩和转台的旋转角度,再由PLC控制器按照开环控制闭环检测控制策略规划臂架和转台的运动并实施驱动。为了更好地研究混凝土泵车臂架的智能控制建立混凝土泵车半实物仿真平台。平台由PLC车载控制器、工控机模拟臂架系统和上位机臂架仿真显示部分组成。首先,建立混凝土泵车的动力学模型,在工控机上运行,用工控机模拟实际泵车臂架系统。再者,PLC控制器接收遥控装置指令和臂架角度信息,根据逆运动学运算,规划臂架运动轨迹,采用开环控制闭环检测算法控制臂架运动,输出PWM驱动信号。工控机利用数据采集板卡采集实际PLC控制器输出的驱动信号,利用建立的臂架模型,由工控机算出臂架角度实际变化情况。最后,将各转角信息通过工控机的CAN口输出,以便PLC控制器接收和上位机仿真显示。在遥控装置和半实物仿真平台都设计完成之后,对遥控装置的发射端和接收端进行调试。调试结果表明,发射端硬件工作正常,可正常扫描摇杆、按键信息并发送指令,LCD屏可准确显示臂架角度等参数,接收端和发射端通信正常。对半实物仿真平台中PLC控制器和上位机显示部分进行系统的联调,实现遥控发射端60ms定时发送指令给接收端,接收端接收数据之后打包成CAN信号发送到CAN总线,PLC接收遥控指令和臂架反馈的实际角度信息,开环控制闭环检测算法运行效果好。
王珊[7](2015)在《混凝土泵车臂架姿态控制及路径规划研究》文中研究说明机电一体化与机器人技术已成为高性能工程机械的发展方向,混凝土泵车作为现代建筑业有效的工具,其施工操作自动化已逐渐受到人们的重视。目前市场上出售的混凝土泵车。在操作过程中,操作人员通过肉眼来观察混凝土泵车臂架末端的位置,根据经验,通过控制手柄来逐一移动各个臂架,使得臂架末端能够到达预定的位置,同时要考虑避障。混凝土泵车在工作时,泵车就位、臂架打开和收回耗费时间也很长。因而这种人工操作方式,工作效率完全取决于操作人员的技术熟练程度,可变性较大,同时也增加了操作人员的劳动强度,所以研究混凝土泵车臂架系统的操作自动化是必要的[1]。本文以混凝土泵车臂架系统为研究对象,主要完成了以下工作:(1)研究和分析混凝土泵车的臂架系统的构成,利用机器人D‐H法理论,建立了混凝土泵车臂架系统的运动方程,得到混凝土泵车臂架系统的关节角与末端位置的正解;根据混凝土泵车的实际工作特点和要求,提出两种确立了反解的唯一性的方法并得到反解。利用matlab软件拟合出混凝土泵车臂架末端位置和底座旋转角度、液压油缸的伸长长度之间的关系式。(2)利用图解法求得混凝土泵车的臂架的可达工作空间,进而利用分层划分法和旋转角度划分法,对混凝土泵车臂架的可达工作空间进行划分,并求得相应的数据点;根据所有数据点,建立混凝土泵车臂架末端位置和相应驱动油缸位移的数据库,并完成对数据库的存储,研究确定了数据库查询和调用方式和方法。(3)对混凝土泵车臂架的路径进行规划。其中,完成了混凝土泵车臂架的打开和收回自动控制策略,完成了泵车臂架初始工作就位路径规划,完成了混凝土泵车臂架系统的智能浇注路径规划控制策略的研究。(4)根据混凝土泵车的实际工作情况和要求,设计了据混凝土泵车的实际工作情况和要求,完成了混凝土泵车臂架智能浇注系统的构成和相应智能控制器的设计方案,阐述智能浇注的控制过程和方法。最后,对全文所做的工作进行总结,针对现阶段工作的不足,确定今后研究工作的内容和重心,并对未来进一步的研究和实践提出展望和设想。
吴泽[8](2014)在《混凝土泵车臂架位置控制系统设计与研究》文中认为随着建筑业的迅猛发展,工程机械的需求量不断增加,智能化的施工机械不断出现。混凝土泵车作为必不可少的施工机械,加强泵车布料机构的准确性和可操作性是必要的,所以泵车臂架控制系统近年来成为研究热点。本文首先对臂架的运动学进行分析,得到臂架的正向运动学和逆向运动学方程,建立臂架运动学数学模型。根据泵车臂架运动控制的要求,设计液压控制系统,建立液压系统的数学模型。对泵车臂架控制系统的硬件及软件进行了设计,系统使用嵌入式结构设计,将控制系统分为可移动控制器和泵车内控制系统进行设计,通过无线传输控制命令及状态信息,使用CAN总线进行传感器数据采集,完成了系统的硬件及软件设计。根据系统数学模型,使用MATLAB/Simulink对液压系统进行仿真,通过使用分段控制器和PI控制器的两种控制系统进行仿真对比。通过对使用不同控制算法的系统仿真响应曲线对比得出结论,使用PI控制器的系统能够防止臂架运动过程中产生震动,并能够快速准确的达到指定位置。
陈贯祥[9](2014)在《混凝土泵车臂架系统的轻量化研究》文中研究表明随着现代建筑业的蓬勃发展,混凝土泵车的发展也越来越受到人们的重视。同时混凝土泵车的飞速发展也给建筑业带来了巨大的变革。但是随着客户对混凝土泵车的要求越来越严格,泵车的发展也遇到了瓶颈需要研发人员去分析和解决。本文首先对混凝土泵车的组成、分类和国内外发展以及臂架系统的研究现状做了详细的介绍,然后对其臂架系统的组成、长度、布料范围、卷绕方式、节数、变幅机构和连接机构做了详细的阐述,对其臂架系统所受载荷进行了分析研究,归纳出最常见的几种载荷组合方式,从而得出其强度计算公式,最后运用Pro/E软件对臂架系统进行实体建模、有限元分析和优化设计进行一体化分析,在满足高强度和轻质量的前提下,运用灵敏度分析法,选取若干个设计变量,以臂架结构质量最轻为目标函数,对臂架结构进行优化分析。运用一体化分析和灵敏度方法筛选出合适的设计变量,提高了运算的准确性,减少了设计人员的工作量和计算误差。本文运用了Pro/E软件对混凝土泵车臂架进行了一体化分析,减少了不同软件之间数据之间传递带来的问题。同时本文的研究方法也可为同类产品的开发研究以及一些实际工程问题的解决提供参考。
吴智勇[10](2014)在《混凝土泵车灵巧机械臂运动控制系统关键技术研究及应用》文中进行了进一步梳理本文针对现有国产长臂架泵车普遍存在的智能操控问题,在工程机械领域内首次提出灵巧机械臂概念,从运动控制的角度研究适合臂架精准随动操控的轨迹规划算法、臂架末端位置控制方法和非线性时滞补偿算法。具体研究内容及研究结论可概述为以下几个方面:建立泵车正向运动学模型和逆向运动学模型,对泵车臂架进行运动学分析。通过Simulink建立泵车运动规划仿真系统,根据路径最优、能量最省、液压供油最省等目标原则进行泵车臂架轨迹规划研究。将臂架轨迹规划问题转化为一定约束条件下的多目标优化问题,提出一种基于梯度投影-遗传算法的臂架轨迹规划方法,该方法兼顾遗传算法和梯度投影算法的优点,在满足臂架转角约束的情况下,以臂架关节转角绝对值之和最小为优化约束条件,实现泵车臂架的全局最优轨迹规划,仿真及性能对比实验验证该轨迹规划方法的有效性。针对现有泵车臂架无法实现末端位置精准控制的问题,开发一套新的数字式臂架油缸,利用油缸内置的磁致伸缩位移传感器实时检测臂架油缸位移量,根据油缸位移实际值与给定值之间的偏差,调整单节臂位置控制器,实现臂架油缸位置精准控制,进而通过多臂协调联动实现臂架末端位置的闭环控制。基于模糊自整定PID(Proportional-Integral-Derivative)控制策略实现阀控缸位置控制,利用模糊逻辑实时调整PID控制器参数,以应对系统特征变化或外界扰动,仿真及外场试验验证模糊自整定PID控制器在油缸位置跟踪和速度跟踪方面的有效性。基于臂架末端振动位移的历史数据,利用时间序列法对未来一段时间内的臂架振动姿态进行提前预测,动态补偿系统中的非线性时滞,为臂架末端位置控制提供可靠的参考轨迹,仿真及外场试验验证了时滞预测补偿算法在提高臂架操控平顺性和阀控缸响应速度方面的有效性。在以上研究成果的基础上,开发一套泵车灵巧臂系统并实现推广应用。四节臂37米泵车上的多次臂架随动(Follow Me)试验验证灵巧臂系统在臂架末端轨迹跟踪精度和阀控缸响应速度方面的优越性。
二、混凝土泵车臂架智能控制系统开发(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、混凝土泵车臂架智能控制系统开发(论文提纲范文)
(1)混凝土泵车臂架末端轨迹控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 混凝土泵车的相关简介 |
1.2.1 混凝土泵车结构分析 |
1.2.2 混凝土泵车臂架系统 |
1.3 国内外研究发展现状 |
1.4 选题的研究目的及研究内容 |
1.4.1 选题的研究目的 |
1.4.2 选题的研究内容 |
第二章 基于遍历优化算法的泵车臂架末端轨迹控制 |
2.1 泵车臂架末端轨迹控制方案设计 |
2.1.1 轨迹控制的具体目标 |
2.1.2 轨迹控制的实施步骤 |
2.2 泵车臂架运动学方程的推导 |
2.2.1 泵车臂架系统的结构特点分析 |
2.2.2 泵车臂架的运动学方程推导 |
2.3 基于遍历优化算法的泵车臂架逆运动学求解 |
2.3.1 泵车臂架逆运动学求解方案的确定 |
2.3.2 遍历优化算法求解的具体步骤 |
2.3.3 浇注路径轨迹离散化处理 |
2.3.4 遍历优化算法搜索区域的确定 |
2.3.5 约束条件对解集的处理 |
2.4 仿真结果分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于遍历梯度投影法的泵车臂架末端轨迹控制优化 |
3.1 轨迹控制优化方案的设计 |
3.1.1 优化控制的具体目标 |
3.1.2 优化控制的实施步骤 |
3.2 泵车臂架的运动学方程推导 |
3.2.1 泵车臂架的雅克比矩阵求解 |
3.2.2 雅克比矩阵的逆运动学分析 |
3.3 基于遍历梯度投影法的泵车臂架逆运动学求解 |
3.3.1 梯度投影法求解逆运动学 |
3.3.2 遍历优化算法的二次计算 |
3.3.3 仿真结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 臂架末端轨迹控制实验系统搭建及实测验证 |
4.1 臂架末端轨迹控制实验系统设计目标 |
4.2 臂架末端轨迹控制实验系统的硬件设计 |
4.2.1 机械臂架的设计 |
4.2.2 臂架姿态角度盘的设计 |
4.2.3 电控系统部件 |
4.3 系统软件设计 |
4.3.1 LabVIEW软件简介 |
4.3.2 控制程序的设计与编写 |
4.3.3 系统软件其他内容介绍 |
4.4 系统功能测试及结果分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 工作总结与研究展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文、申请的专利 |
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
(2)基于臂架变形补偿的混凝土泵车臂架运动轨迹控制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.1.1 混凝土泵车在当代建筑业中的重要地位 |
1.1.2 目前臂架控制技术 |
1.1.3 研究臂架控制技术的重要性 |
1.2 混凝土泵车研究现状及趋势 |
1.2.1 泵车概述 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.2.3 国内研究现状 |
1.3 智能控制研究现状 |
1.3.1 目前智能控制使用领域 |
1.3.2 智能控制在臂架控制方面的可行性分析 |
1.4 臂架控制研究现状 |
1.4.1 国外研究现状 |
1.4.2 国内研究现状 |
1.5 本文的研究内容 |
2 混凝土泵车臂架运动学分析 |
2.1 数学基础 |
2.1.1 位置和位姿的描述 |
2.1.2 齐次坐标和变换矩阵 |
2.2 D-H法简介 |
2.3 混凝土泵车臂架正运动学分析 |
2.3.1 混凝土泵车臂架系统的位姿变换矩阵及运动学方程建立 |
2.3.2 数据验证 |
2.4 混凝土泵车臂架系统的逆运动分析 |
2.4.1 逆运动学求解 |
2.4.2 逆解验证 |
2.5 混凝土泵车臂架各个臂节旋转角度与液压缸伸缩长度相关分析 |
2.6 本章小结 |
3 混凝土泵车臂架系统的变形补偿分析 |
3.1 研究变形量所需的相关软件及数据转换 |
3.1.1 研究变形量所需的相关软件 |
3.1.2 SolidWorks与ANSYSWorkbench的数据接口 |
3.2 有限元分析基本步骤 |
3.3 基于BP神经网络的变形补偿算法 |
3.3.1 BP神经网络建立 |
3.3.2 BP神经网络模型的学习算法过程 |
3.4 仿真研究 |
3.5 本章小结 |
4 基于RBF神经网络的混凝土泵车臂架系统控制 |
4.1 混凝土泵车臂架控制策略理论基础 |
4.2 RBF神经网络控制 |
4.2.1 RBF神经网络 |
4.2.2 RBF神经网络用于控制的特点 |
4.2.3 高斯基函数对逼近效果的影响 |
4.3 混凝土泵车臂架的控制算法分析与设计 |
4.3.1 混凝土泵车臂架系统动力学方程及轨迹表达式 |
4.3.2 混凝土泵车单臂节系统控制建模 |
4.3.3 RBF神经网络控制与BP神经网络控制对比 |
4.4 基于变形补偿的混凝土泵车臂架系统控制仿真与分析 |
4.5 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果 |
(3)混凝土泵车臂架系统的自动化控制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 项目背景及意义 |
1.2 国内外相关研究概况及发展趋势 |
1.3 研究的主要内容、关键技术及技术路线 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究对象的特点 |
1.3.3 技术路线 |
1.3.4 主要研究内容 |
2 臂架结构特性分析与遍历算法求解 |
2.1 模型的建立 |
2.2 臂架末端坐标矩阵方程的求解 |
2.3 遍历算法Matlab求解 |
2.3.1 初始条件的确定 |
2.3.2 用遍历算法实现函数方程的求解 |
2.3.3 解集的优化处理 |
2.3.4 结论分析 |
2.4 臂架位置与油缸长度的相关分析 |
2.5 本章小结 |
3 梯度投影法求解刚性臂架逆运动学 |
3.1 模型的简化 |
3.2 运动方程 |
3.3 梯度投影法求解 |
3.4 试验仿真 |
3.5 结果分析 |
3.6 本章小结 |
4 迭代法求解柔性臂架逆动力学 |
4.1 模型的建立 |
4.2 近似迭代算法逆动力学求解 |
4.2.1 模型的简化 |
4.2.2 结果分析 |
4.3 本章小结 |
5 混凝土泵车臂架自动布料模型联合仿真及控制策略研究 |
5.1 仿真模型的建立方法和操作步骤 |
5.2 机械系统SolidWorks模型 |
5.2.1 臂架结构 |
5.2.2 回转机构 |
5.2.3 初始姿态的设定 |
5.3 机械系统ADAMS模型 |
5.3.1 模型的导入 |
5.3.2 ADAMS输入输出接口的定义 |
5.3.3 ADAMS模型变量表 |
5.4 液压系统AMESim模型 |
5.4.1 AMESim模型的搭建 |
5.4.2 AMESim模型中液压元件的参数设置 |
5.4.3 AMESim模型输入输出接口 |
5.5 Matlab控制模型 |
5.6 控制方案 |
5.6.1 模型的姿态及其参数设定 |
5.6.2 点位式控制方式 |
5.6.3 轨迹控制方式 |
5.7 仿真结果分析 |
5.8 样机设计与应用 |
5.8.1 泵车臂架的初始点定位 |
5.8.2 自动布料控制系统选型与计算流程 |
5.8.3 电气控制的硬件模块设计 |
5.8.4 电气原理图设计 |
5.8.5 案例应用 |
5.9 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录A 臂架末端点与臂架角度方程的Matlab程序 |
附录B 轨迹线段离散化处理Matlab程序 |
附录C 遍历算法Matlab程序 |
致谢 |
(4)大型串联臂架系统工作端轨迹控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 大型串联臂架系统简介及工程应用 |
1.1.2 大型串联臂架系统的操控方式 |
1.2 课题的提出及意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 工程机械臂架系统运动控制的研究现状 |
1.3.2 大型臂架系统工作端运动控制的关键问题及研究现状 |
1.4 课题的主要研究内容 |
第2章 臂架系统的运动学分析及轨迹规划 |
2.1 泵车臂架系统简介 |
2.1.1 臂架系统的组成 |
2.1.2 臂架系统的冗余度引入及操控特性 |
2.2 臂架系统的运动学模型及正运动学分析 |
2.2.1 建立臂架系统坐标系 |
2.2.2 正运动学求解 |
2.3 臂架系统的逆运动学分析 |
2.3.1 区域划分法的原理 |
2.3.2 逆运动学求解 |
2.4 关节空间与驱动空间的运动关系分析 |
2.4.1 转台回转与液压马达的运动关系 |
2.4.2 关节角度 θ_1与驱动油缸之间的运动关系 |
2.4.3 关节角度 θ_4与驱动油缸的运动关系 |
2.4.4 其他关节角度与驱动油缸的运动关系 |
2.5 臂架系统的轨迹规划 |
2.5.1 工作端的典型轨迹 |
2.5.2 轨迹规划实例 |
2.6 基于计算机辅助技术的轨迹规划 |
2.6.1 建立臂架系统的线条模型 |
2.6.2 基于线条模型的轨迹规划 |
2.7 本章小结 |
第3章 臂架系统的运动控制研究 |
3.1 液压驱动系统简介及存在问题 |
3.2 泵车臂架液压驱动系统建模 |
3.3 比例阀的死区补偿 |
3.3.1 比例阀的死区特性 |
3.3.2 直接式死区补偿分析 |
3.3.3 基于深度的双向死区补偿 |
3.3.4 死区补偿的性能分析 |
3.4 关节运动控制 |
3.4.1 基于流量的前馈控制 |
3.4.2 仿人智能控制 |
3.4.3 关节角度信号的获取 |
3.4.4 关节运动控制试验 |
3.5 主动抗流量饱和控制 |
3.5.1 流量饱和现象分析 |
3.5.2 主动抗流量饱和控制策略 |
3.5.3 抗流量饱和控制性能分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 臂架系统柔性动力学分析及振动控制研究 |
4.1 臂架系统的柔性多体动力学建模 |
4.1.1 柔性动力学概述 |
4.1.2 柔性臂架的运动分析 |
4.1.3 广义驱动力分析 |
4.1.4 臂架系统的动力学模型 |
4.2 臂架系统在外部激励作用下的振动分析 |
4.3 臂架系统振动的主动控制 |
4.3.1 整形技术的基本原理 |
4.3.2 基于位置恒定无指令输入的振动主动控制 |
4.3.3 振动参数获取 |
4.3.4 主动控制试验 |
4.4 本章小结 |
第5章 臂架系统工作端运动轨迹的试验研究 |
5.1 臂架的控制系统介绍 |
5.1.1 控制系统硬件组成 |
5.1.2 遥控器及臂架操控功能设计 |
5.1.3 臂架控制系统的CAN网络通信结构 |
5.1.4 控制系统应用软件简介 |
5.2 臂架系统工作端的轨迹运动试验 |
5.2.1 间接式的流量特性测试 |
5.2.2 臂架柔性变形的补偿 |
5.2.3 典型直线轨迹试验 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(5)市场给力 科技创新 混凝土泵车精彩成就未来(论文提纲范文)
1 国产混凝土泵车臂架尖端技术产品开启建筑业新的征程 |
2 市场需求旺盛为混凝土泵车注入新的动力 |
3 国产主流混凝土搅拌车市场分析及产品特点 |
4 混凝土泵车市场的发展机遇与挑战 |
5 混凝土泵车的发展趋势 |
6 结束语 |
(6)混凝土泵车臂架的遥控器开发及动力学模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 混凝土泵车综述 |
1.2 课题研究背景和意义 |
1.3 国内外研究现状及发展趋势 |
1.4 研究内容 |
1.5 组织结构 |
第二章 系统整体方案及关键技术 |
2.1 系统需求分析 |
2.1.1 遥控装置需求分析 |
2.1.2 控制对象分析 |
2.2 系统总体设计 |
2.3 ZigBee技术 |
2.4 CAN技术 |
2.4.1 CAN技术的特点 |
2.4.2 CAN协议的体系结构 |
2.4.3 CAN总线帧格式介绍 |
2.4.4 CAN总线的关键技术 |
2.5 本章小结 |
第三章 混凝土泵车臂架遥控开发装置硬件设计 |
3.1 整体结构 |
3.2 发射端主要模块 |
3.2.1 处理器 |
3.2.2 电源模块 |
3.2.3 ZigBee发射模块 |
3.2.4 信号采集模块 |
3.2.5 液晶显示模块 |
3.2.6 信号灯模块 |
3.2.7 JTAG接口模块 |
3.3 接收端主要模块 |
3.3.1 ZigBee接收模块 |
3.3.2 CAN模块 |
3.4 硬质电路板 |
3.5 本章小结 |
第四章 混凝土泵车臂架遥控开发装置软件设计 |
4.1 开发环境搭建 |
4.2 发射端程序设计 |
4.2.1 系统初始化程序设计 |
4.2.2 LCD程序设计 |
4.3 接收端程序设计 |
4.3.1 串口查询接收流程 |
4.3.2 CAN模块收发设计 |
4.4 ZigBee无线模块软件设计 |
4.5 本章小结 |
第五章 混凝土泵车臂架模型研究 |
5.1 半实物仿真平台介绍 |
5.1.1 PLC部分介绍 |
5.1.2 臂架模型部分介绍 |
5.1.3 上位机显示部分介绍 |
5.2 数据采集模块 |
5.2.1 数据采集板卡介绍 |
5.2.2 数据采集 |
5.3 PWM占空比和液压缸位移之间的转换模型 |
5.4 液压缸位移和臂架角度的之间的转换模型 |
5.5 臂架角度末端位置求解 |
5.6 本章小结 |
第六章 系统联调与仿真 |
6.1 遥控装置调试 |
6.2 工控机臂架模型部分功能调试 |
6.2.1 数据采集部分测试 |
6.2.2 臂架模型仿真部分测试 |
6.3 PLC部分介绍 |
6.4 上位机部分介绍 |
6.5 整体功能调试 |
6.6 本章小结 |
第七章 总结及展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在攻读硕士学位期间科研成果 |
附录 |
(7)混凝土泵车臂架姿态控制及路径规划研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的选题背景 |
1.2 课题研究的意义 |
1.3 混凝土泵车概述及国内外发展现状、趋势和差距 |
1.3.1 混凝土泵车的国外发展过程 |
1.3.2 我国混凝土泵车的生产现状及发展前景 |
1.3.3 我国混凝土泵车臂架系统的发展与差距 |
1.4 混凝土泵车的工作原理及分类 |
1.4.1 混凝土泵车的结构及工作原理 |
1.4.2 混凝土泵车的分类 |
1.5 本文的主要内容 |
第二章 机器人相关知识理论概述 |
2.1 机器人发展简述 |
2.2 机器人的位置和姿态概述 |
2.3 D-H法简介 |
2.4 操作臂的正运动学和逆运动学 |
2.5 机器人路径规划的几种方法简介 |
2.6 本章小结 |
第三章 混凝土泵车臂架系统运动学的研究 |
3.1 混凝土泵车臂架系统组成简介 |
3.2 泵车臂架的数学模型的建立及参数的确定 |
3.3 混凝土泵车臂架系统的运动学正解 |
3.3.1 概述 |
3.3.2 混凝土泵车各节臂的相对位姿矩阵及运动学方程 |
3.4 混凝土泵车臂架系统的逆运动求解 |
3.5 混凝土泵车的逆运动求解算例 |
3.6 混凝土泵车臂架的关节角和液压油缸长度的转换关系 |
3.7 本章小结 |
第四章 混凝土泵车臂架工作空间的分析及管理 |
4.1 概述 |
4.2 混凝土泵车的工作空间 |
4.2.1 工作空间的定义及解法 |
4.2.2 混凝土泵车工作空间的描述 |
4.3 混凝土泵车工作空间的划分 |
4.4 混凝土泵车工作空间的数据点求解 |
4.4.1 混凝土泵车工作空间数据点间精度的确定 |
4.4.2 混凝土泵车数据点的确定 |
4.5 混凝土泵车臂架末端位置的数据点的数据库的建立 |
4.5.1 数据库简介 |
4.5.2 凝土泵车臂架末端位置的数据点的存储方式 |
4.5.3 混凝土泵车臂架末端数据点的数据库的建立 |
4.5.4 混凝土泵车的数据的查询、调用 |
4.6 数据库中数据点的存储、调用举例 |
4.7 本章小结 |
第五章 混凝土泵车的路径规划 |
5.1 概述 |
5.2 点到点的控制简述 |
5.3 混凝土臂架打开和收拢路径规划 |
5.4 混凝土泵车巡航路径规划 |
5.5 混凝土泵车浇注路径规划 |
5.6 本章小结 |
第六章 混凝土泵车的智能控制器的设计方案 |
6.1 概述 |
6.2 混凝土泵车臂架智能控制设计方案 |
6.2.1 混凝土泵车的臂架结构的智能设计 |
6.2.2 混凝土泵车的智能控制器的设计方案 |
6.3 混凝土泵车的控制器的操作说明 |
6.4 结论 |
第七章 结论 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(8)混凝土泵车臂架位置控制系统设计与研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题的研究背景和意义 |
1.2 混凝土泵车臂架控制系统国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 本文的主要研究内容 |
1.4 论文构成 |
2 混凝土泵车臂架运动学分析 |
2.1 混凝土泵车臂架的几何结构分析 |
2.2 混凝土泵车臂架运动学模型 |
2.2.1 臂架正向运动学模型 |
2.2.2 臂架控制角度求取 |
2.2.3 臂架运动轨迹求取 |
2.3 臂架位置和油缸伸缩长度的相关分析 |
2.4 本章小结 |
3 混凝土泵车臂架液压装置数学模型分析 |
3.1 液压装置动力学分析 |
3.2 高速开关阀数学模型 |
3.3 本章小结 |
4 控制系统硬件及软件设计 |
4.1 控制系统设计原则和要求 |
4.1.1 控制系统设计原则 |
4.1.2 控制系统硬件设计要求 |
4.1.3 控制系统软件设计要求 |
4.2 控制系统硬件设计 |
4.2.1 可移动控制器硬件设计 |
4.2.2 泵车内控制系统硬件设计 |
4.3 控制系统软件设计 |
4.3.1 可移动控制器软件设计 |
4.3.2 泵车内控制系统软件设计 |
4.4 本章小结 |
5 控制系统仿真 |
5.1 控制系统的算法分析 |
5.2 控制系统的MATLAB仿真 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者攻读硕士学位期间的主要研究成果 |
致谢 |
(9)混凝土泵车臂架系统的轻量化研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题提出的背景和意义 |
1.2 混凝土泵车及臂架系统的阐述 |
1.2.1 混凝土泵车的国外发展 |
1.2.2 混凝土泵车的国内发展 |
1.2.3 国产混凝土泵车臂架系统的发展前景 |
1.2.4 混凝土泵车臂架系统研究现状 |
1.3 课题研究的主要内容 |
1.4 本章小结 |
第二章 混凝土泵车的组成部分和臂架系统的特点 |
2.1 混凝土泵车的简介 |
2.1.1 混凝土泵车的工程背景 |
2.1.2 混凝土泵车的分类 |
2.1.3 混凝土泵车的组成 |
2.2 臂架系统的特点及分析 |
2.2.1 臂架变幅机构的分析 |
2.2.2 臂架油缸长度与臂间夹角之间的关系 |
2.3 本章小结 |
第三章 臂架系统所受载荷分析及强度计算 |
3.1 臂架所受载荷分析 |
3.2 臂架的强度分析 |
3.3 臂架分析工况的确定 |
3.4 泵车臂架所受载荷计算 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于 Pro/Engineer 的混凝土泵车臂架系统三维模型的建立 |
4.1 虚拟仿真技术介绍 |
4.2 Pro/Engineer 软件介绍 |
4.2.1 Pro/E 中的 MECHANINCA 模块功能 |
4.2.2 Pro/MECHANINCA 工作模式 |
4.2.3 Pro/MECHANINCA 三个模块 |
4.2.4 Pro/MECHANINCA 优化分析基本工作流程 |
4.2.5 Pro/MECHANINCA 有限元分析的基本步骤 |
4.3 利用 Pro/ENGINEER 软件建立臂架系统三维模型方法的探讨 |
4.4 臂架系统三维建模 |
4.5 本章小结 |
第五章 混凝土泵车臂架系统的有限元分析及计算 |
5.1 臂架系统有限元模型的建立 |
5.1.1 混凝土泵车有限元分析的工况 |
5.1.2 臂架材料的确定 |
5.1.3 臂架系统结构零部件的简化处理 |
5.2 臂架系统的有限元分析 |
5.2.1 混凝土泵车臂架系统的静态分析 |
5.2.2 混凝土泵车臂架系统的最大位移 |
5.2.3 混凝土泵车臂架系统的模态分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 臂架系统的优化设计研究 |
6.1 结构优化设计方法 |
6.2 混凝土泵车臂架结构优化模型的建立 |
6.2.1 优化目标 |
6.2.2 约束条件 |
6.2.3 设计变量的确定 |
6.2.4 设计变量的优化设计 |
6.2.5 干涉检查 |
6.2.6 混凝土泵车臂架系统优化后的有限元分析 |
6.3 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表学术论文 |
(10)混凝土泵车灵巧机械臂运动控制系统关键技术研究及应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 混凝土泵车及其智能操控技术概述 |
1.2 课题的研究背景和意义 |
1.3 泵车灵巧臂研制的主要难点和关键技术 |
1.4 泵车灵巧臂运动控制系统各项关键技术的国内外研究现状 |
1.5 课题研究的主要内容 |
第二章 泵车臂架最优轨迹规划 |
2.1 臂架的运动学分析 |
2.1.1 正向运动学 |
2.1.2 逆向运动学 |
2.2 基于最优控制的臂架轨迹规划 |
2.2.1 优化约束条件的确定 |
2.2.2 优化算法的设计 |
2.2.3 基于智能优化算法的臂架运动学反解 |
2.3 仿真和实验验证 |
2.3.1 普通遗传算法轨迹规划结果 |
2.3.2 智能登山算法轨迹规划结果 |
2.3.3 Powell算法轨迹规划结果 |
2.3.4 梯度投影算法轨迹规划结果 |
2.3.5 梯度投影—遗传算法轨迹规划 |
2.3.6 各种优化算法的性能对比 |
2.4 本章小结 |
第三章 臂架末端位置精准控制 |
3.1 臂架末端位置控制系统组成 |
3.1.1 数字式臂架油缸 |
3.1.2 油缸长度与臂架夹角转化 |
3.2 单节臂位置控制系统模型建立 |
3.2.1 臂架电液控制系统建模 |
3.2.2 电液比例方向阀传递函数 |
3.2.3 阀控液压缸传递函数 |
3.3 单节臂位置控制器设计 |
3.4 仿真和试验验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 臂架液控系统的时滞补偿 |
4.1 基于臂架振动姿态预报的时滞补偿方法 |
4.2 基于时间序列的泵车臂架振动姿态预报 |
4.2.1 时间序列模型结构 |
4.2.2 基于AR模型的臂架振动姿态预报 |
4.3 臂架振动姿态预报仿真 |
4.4 时滞补偿试验 |
4.4.1 系统时滞标定 |
4.4.2 基于臂架振动姿态预报的时滞补偿 |
4.4.3 时滞补偿后的臂架油缸位置跟踪试验 |
4.5 本章小结 |
第五章 泵车灵巧臂系统开发 |
5.1 臂架随动控制的基本原理 |
5.2 臂架随动控制系统总体方案设计 |
5.3 臂架随动控制系统软件总体设计 |
5.4 臂架随动控制系统实现及试验 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
附录一 |
四、混凝土泵车臂架智能控制系统开发(论文参考文献)
- [1]混凝土泵车臂架末端轨迹控制研究[D]. 俞志鹏. 武汉科技大学, 2018(11)
- [2]基于臂架变形补偿的混凝土泵车臂架运动轨迹控制技术研究[D]. 王晓明. 青岛科技大学, 2018(11)
- [3]混凝土泵车臂架系统的自动化控制[D]. 姜平. 大连理工大学, 2018(02)
- [4]大型串联臂架系统工作端轨迹控制研究[D]. 刘荣升. 燕山大学, 2016(01)
- [5]市场给力 科技创新 混凝土泵车精彩成就未来[J]. 朱则刚. 建筑机械, 2015(07)
- [6]混凝土泵车臂架的遥控器开发及动力学模型研究[D]. 张国颖. 东南大学, 2015(08)
- [7]混凝土泵车臂架姿态控制及路径规划研究[D]. 王珊. 沈阳建筑大学, 2015(06)
- [8]混凝土泵车臂架位置控制系统设计与研究[D]. 吴泽. 中南大学, 2014(03)
- [9]混凝土泵车臂架系统的轻量化研究[D]. 陈贯祥. 太原科技大学, 2014(08)
- [10]混凝土泵车灵巧机械臂运动控制系统关键技术研究及应用[D]. 吴智勇. 国防科学技术大学, 2014(02)