一、液压挖掘机工作装置运动轨迹的智能化模糊控制（论文文献综述）
崔飞翔[1]（2021）在《挖掘机器人自动控制系统的设计与实现》文中研究说明目前,液压挖掘机已经成为基建工程和抢险救灾中最重要机械装备之一。由于作业环境恶劣、工作强度高且时常伴有危险,对液压挖掘机范围有着诸多限制。为了提高挖掘机的作业能力和作业效率,智能化已经成为挖掘机发展的大趋势,而实现挖掘机的自动控制是挖掘机智能化最为基本的条件。为了建立一个智能挖掘机器人研究平台以便于开展挖掘机智能化的相关研究,本文以立派PC1012小型液压挖掘机为研究对象,对其液压系统进行改造,设计了小型挖掘机的控制系统,实现了挖掘机的自动控制,并对挖掘轨迹跟踪进行了试验验证。本文的研究内容主要有以下几点:首先,为了实现挖掘机的自动控制,在分析研究智能挖掘机器人研究平台的结构组成和功能要求的基础上,设计了挖掘机器液压系统的改造方案,完成了挖掘机液压系统的改造。然后,根据智能挖掘机器人研究平台的需求,制定了挖掘机器人自动控制系统的设计方案,绘制了控制系统原理图,完成了控制系统的软硬件设计,建立了挖掘机器人自动控制系统。最后,建立挖掘机器人控制系统数学模型,完成PID控制器的设计及其参数的整定,并在此基础上进行了挖掘机的挖掘轨迹跟踪试验。试验结果验证了挖掘机器人研究平台的有效性,为进一步开展挖掘机智能化领域相关科学与技术的研究奠定了基础。
梁志鹏[2]（2021）在《液压挖掘机铲斗齿尖轨迹规划研究》文中进行了进一步梳理针对液压挖掘机进行挖掘作业时,所处环境复杂、恶劣,且作业任务繁重,使得操作人员的劳动强度大大增加,因此,很多研究者开始对智能挖掘机的自主挖掘进行研究。而在智能挖掘机自主挖掘的研究中,对挖掘轨迹进行规划是实现自主挖掘的基础,故本文针对液压挖掘机的轨迹规划方法进行了一系列研究。首先,采用机器人学中的分析理论,将液压挖掘机的工作装置D-H参数化,建立工作装置的数学模型,利用运动学理论,分别完成正、逆运动学分析,得到铲斗齿尖位置与各个关节液压油缸伸缩量及关节角度值间的转换关系,使用蒙特卡罗法对给定机型进行工作空间范围仿真分析;然后将液压挖掘机的挖掘梯形深坑的复杂任务采用分层分解思想进行分解,提出基于规则的路径规划方式,结合空间三次样条插值方法以及工作装置的工作范围对挖掘路径进行规划,得到单次作业循环的空间挖掘路径。其次,利用Matlab中的Robotic Toolbox模块,建立液压挖掘机工作装置模型;对所建模型分别进行正、逆运动学仿真,在笛卡尔空间中完成挖掘路径仿真,在关节空间中完成点到点的轨迹规划仿真。由于在Robotic Toolbox进行轨迹规划时,只能完成点到点的轨迹规划,因此,针对连续作业下的挖掘轨迹规划,在关节空间中,提出使用分段多项式插值的方式来完成。针对由六个路径点组成的五段挖掘轨迹,分别使用分段多项式4-4-4-4-5、分段多项式3-3-3-3-3、分段多项式3-3-5-3-3和分段多项式4-3-3-3-4等完成挖掘轨迹的规划,后续又在关节空间中分别提出使用5次非均匀有理B样条以及5次多项式拟合两种方式完成挖掘轨迹规划;对比不同方式求解所得性能指标可知,使用本研究所提出的分段多项式插值法4-4-4-4-5进行挖掘轨迹规划时,要明显优于其他挖掘轨迹规划方式。最后,在给定速度与加速度约束条件下,提出以插值时间为优化对象,采用粒子群算法求解最优插值时间,对本文提出的分段4-4-4-4-5多项式插值轨迹规划方法进行优化,通过优化前后对比得出优化后的轨迹规划能够在完成连续挖掘作业任务的基础上,保证工作过程的平稳连续,减小了关节之间的相互冲击,对实现自主挖掘有着重要作用。
唐家朋[3]（2021）在《无人操纵挖掘机轨迹规划与控制》文中认为挖掘机是一种应用广泛、创造价值高的工程机械,挖掘机的存在大大提升了工程施工效率,在工程施工中有着无可替代的作用。在日新月异的现代科学技术影响下,智能化、无人化作业逐渐成为了挖掘机的发展趋势,使得挖掘机能够更好的应对复杂多变的工作环境和越来越高的作业要求。本文以实现无人操纵挖掘机作业轨迹的规划与控制为目的,运用了变论域模糊PID控制算法,提高挖掘机工作装置轨迹控制效果。本文的主要工作如下:介绍了无人操纵挖掘机及其相关技术的发展趋势,确定了无人操纵挖掘机的功能需求,提出了无人操纵挖掘机控制系统的总体设计方案。在此基础上,提出了液压系统的改造方法,完成了感知系统的硬件选型设计。对无人操纵挖掘机工作装置进行运动学分析,确定了无人操纵挖掘机工作装置驱动空间、关节空间和位姿空间三者之间的变量转换关系。完成了液压系统中的主要液压元件数学建模。在不同作业情况下,对液压系统进行分析。利用蒙特卡洛法求得铲斗齿尖运动范围,确定了挖掘作业的铲斗齿尖运动轨迹。通过3次NURBS曲线插补法在关节空间完成轨迹规划,得到挖掘作业时各关节角的位置序列。通过变论域模糊PID控制算法解决了轨迹控制问题,并基于simulink进行对比仿真,证明变论域模糊PID控制器具有良好的控制效果。通过AMESim软件建立被控对象模型,在Code Sys软件上完成PLC程序编写,以simulink为半实物仿真平台,实现AMESim建立的虚拟被控对象模型与PLC实物间的数据交换,搭建无人操纵挖掘机工作装置的半实物仿真系统。通过半实物仿真来验证PLC程序正确性和变论域模糊PID控制算法的有效性。半实物仿真结果表明,控制器能够控制AMESim建立的被控对象模型,且变论域模糊PID控制器能够良好完成轨迹控制任务,误差能够保持在20mm以内。
李远凯[4]（2020）在《基于RBF神经网络的挖掘机工装轨迹控制研究》文中进行了进一步梳理挖掘机作为土方工程机械,以其高适应性、高性价比的优点广泛应用于国民经济建设的各个领域。传统挖掘机工作装置（工装）系统运行存在时间迟滞性和控制精度差的问题,阻碍了挖掘机自动化发展。随着机械智能控制理论的逐渐深入,挖掘机智能化控制备受关注。本文将RBF神经网络引入挖掘机工装轨迹控制进行研究,以寻求更佳的控制效果,研究工作如下:（1）分析挖掘机工装轨迹控制的基本组成,现有存在问题与不足,制定RBF神经网络工装轨迹控制的总体研究方案;通过工作装置建模,基于ADAMS分析挖掘装载作业的基本特点及工作装置各铰接点的载荷变化。（2）建立挖掘机工装轨迹控制系统的数学模型,选用徐工XE65D型挖掘机工作装置基本参数,确定工装系统动臂、斗杆及其他环节的传递函数,对动臂与斗杆控制系统基于Simulink建模,仿真分析其控制效果。（3）对工装轨迹控制系统进行PID控制器设计以调节系统误差,对比分析加入PID算法的控制效果,采用神经网络智能化控制理论,分析基于神经网络PID的工装轨迹控制策略,通过MATLAB的S-Function分别对动臂及斗杆等控制系统进行BP神经网络和RBF神经网络的PID控制器设计,仿真得到系统在测试信号下的响应效果。（4）分析遗传算法的基本特点和优化流程,引入粒子群算法位置更新原理对其改进,对RBF神经网络工装轨迹控制进行优化,并基于工装控制系统仿真平台得到系统测试信号下的响应结果;通过实验环节分析工作装置铲斗末端在水平挖掘模拟实验的控制效果,进一步验证优化后的RBF神经网络工装轨迹控制的可行性。本文通过误差调节对挖掘机工装轨迹控制进行研究,仿真与实验结果表明:GA-RBF工装轨迹控制精度较高、鲁棒性好,控制误差较PID控制减少了 10mm,精度提高77%,研究结果对挖掘机自动化发展具有一定的借鉴意义。
李靖[5]（2020）在《基于刚柔耦合分析的挖掘机轨迹控制系统仿真研究》文中研究说明随着人工智能的发展,液压挖掘机的智能化也在快速发展,这会很大程度地提高了挖掘机的工作效率并且降低了劳动强度和劳动成本,挖掘机还可以平稳高效的完成许多危险动作并且在危险场合作业。本课题借助实验室的小型挖掘机建模,旨在通过挖掘机模型分析为研发和生产提供方法依据,并且对比仿真分析性能指标,设计出一种更合理的挖掘机轨迹高性能控制器。研究内容主要包括挖掘机刚柔耦合分析,并且在其基础上进行控制系统建模,然后设计两类控制器,完成性能指标的对比仿真分析。在刚体动力学仿真分析的基础上,进行相应工作循环历程分析,结果表明驱动函数的合理性,给出相应力和力矩载荷时间历程,为后续有限元分析做准备。在刚柔耦合仿真分析的基础上,对比刚体分析得到研究柔性变形的必要性的结论,分析最大应力的载荷时间历程,用来校核材料强度和安全系数,给出应力云图得到危险部位,为挖掘机研发生产以及后续的优化改进提供更好的依据。在挖掘机刚柔耦合分析之前,给出位姿数学模型和虚拟样机模型的正确性验证方法,并且给出相应的理论基础,在刚柔耦合模型基础上系统辨识数据拟合出机械结构环节的传递函数,然后再分析其余各环节数学模型。为实现计算机数字控制,为后续控制器函数编写作准备,离散化系统的连续传函,求取其脉冲传函和差分方程。分析出原控制系统的性能不足点之后,为了改善控制性能,在离散化的传函基础上,设计积分分离数字PID控制器和改进算法的BP-PID控制器,设计出算法流程后在MATLAB软件中编写控制算法的S函数,完成控制器的参数整定及仿真。对比分析两种控制器本身以及与原控制系统对比的快速性、稳定性和准确性的性能指标,结果表明改进的BP-PID控制器的控制效果最佳且具有系统参数的自适应性。
刘丹[6]（2020）在《挖掘机工作装置轨迹控制系统研究与仿真分析》文中进行了进一步梳理挖掘机作为一种重要的土石方施工机械,广泛应用于建筑、采矿、石油、军事工程等领域。为了提高挖掘机的工作效率降低操作人员的工作强度,国内外各个主机厂开始积极提升挖掘机的智能化水平,将电子控制技术应用于挖掘机,逐渐形成了挖掘机智能控制体系,这对国民经济的发展有着重要的意义。本文来源于校企合作项目“FW80液压挖掘机的设计开发”（项目编号:FW/RD201717）,重点研究挖掘机工作装置轨迹控制系统,当已知目标点坐标时对工作装置的运动轨迹进行有效控制,为实现挖掘机的智能化奠定基础。本文应用的技术包括机器人技术、电液比例技术、控制技术等,通过理论分析、模型搭建、样车实验及联合仿真对系统进行研究,本文的研究内容包括以下几个方面:通过查阅大量相关文献,对挖掘机的智能化发展概况及电液比例技术进行了简单介绍。并对现阶段国内外挖掘机智能化研究现状,以及国内外各个主机厂的主流产品进行了总结。对本项目所采用的负载独立流量分配系统进行理论分析及动态特性分析,在原有系统的基础上进行优化,用电控手柄代替原系统的液控先导手柄,并在工作装置各个回路添加电液比例减压阀,完成电控系统的设计并对主要元件进行选型。根据机器人技术建立挖掘机工作装置的D-H坐标,通过对挖掘机工作装置的正、逆运动学分析,得到铲斗齿尖坐标、各关节转角、各油缸伸缩量的相互转换关系。为了保证所规划的运动轨迹是一条光滑的曲线,且运动过程中的速度和加速度连续变化,本文采用五次多项式插值方法对运动轨迹进行优化。采用AMESim软件搭建了负载敏感变量泵、多路阀、电液比例减压阀及工作装置液压系统的仿真模型,对仿真模型进行仿真分析,验证所建立模型的正确性。根据实际研究需要,以课题组所研发的挖掘机作为实验样机,设计了相关实验,通对实验曲线与仿真曲线的对比分析,进一步验证了所建立的工作装置液压系统模型的正确性。针对普通PID控制性能的不足,本文分别采用遗传算法和粒子群算法优化PID参数,采用MATLAB/Simulink搭建其控制系统模型,并通过AMESim与MATLAB联合仿真平台对其进行仿真分析,仿真结果表明,采用粒子群算法优化PID参数具有更好的控制效果。
张振[7]（2020）在《液压挖掘机工作装置轨迹规划与控制研究》文中提出液压挖掘机作为基建的核心力量,广泛应用于各类施工领域,正成为不可或缺的重要角色。受作业环境、劳动强度和技术发展等的影响,高水平驾驶操作人员正逐渐短缺,而为满足日益完备的作业需求,其工作装置的智能控制已然成为未来研究的重点内容。挖掘机系统涉及机、电、液等多个学科,工作装置的作业端轨迹规划和轨迹控制作为其机器人化发展进程中最为重要的基础工作,对实现以较高精度自主完成施工任务具有一定的参考意义。本文研究过程中,首先根据机器人学理论利用D-H参数法,建立了四自由度工作装置的连杆坐标系,进一步推导了其正、逆运动过程和空间相互映射关系,并对其运动范围进行了分析。通过电液控制系统中主要液压元件的动态数学方程和液压回路的功能特点,分析了其工作特性。此外,根据控制需求,以电磁比例阀改造并代替实现原系统的部分功能。在MATLAB/Simulink的Simscape扩展物理仿真环境中导入某中型挖掘机SolidWorks实车模型,建立Multibody三维机械系统、Fluids液压驱动系统等。并且,基于建立的多物理域模型进行了基本特性的仿真和分析,结果表明各部分均满足设计需求。然后,利用MATLAB/Robotic Toolbox建立的简化连杆模型,并结合运动范围分析和典型作业特点,设计了相应的运动路径。在笛卡尔空间和关节空间分别进行了平整和挖沟作业的点到点轨迹规划。为满足挖掘动作的连续性,在关节空间针对各路段进行了基于不同阶次多项式组合的规划,结果表明3次多项式与4次多项式置于两端路段的方式具有较好的规划效果。为进一步优化挖掘轨迹,改用特性更好的B样条曲线取得了较好的提升效果。同时为考虑实际作业需求,以“时间—脉动冲击”为目标,对多项式组合规划方法进行了基于PSO算法的优化,结果表明其运动特性得到了较大的改善。最后,基于径向基神经网络（RBFNN）和增量式PID算法设计了用于轨迹跟踪的RBFNN-PID控制器。为克服系统特性带来的干扰和提升控制性能,在梯度下降优化的基础上,制定动态学习率并引入动量因数改进神经网络部分,以LM算法整定PID参数。设计工作装置动作信号源,以动臂为例进行仿真,结果表明LM-RBFNN-PID的响应和精度更好。通过综合多域模型和轨迹控制策略对上述作业规划进行仿真分析,验证了规划和控制方法的可行性。
朱平平[8]（2020）在《基于模糊PID的核环境机器人电液比例位置控制系统设计研究》文中指出随着电液比例技术不断地发展,电液比例技术在工程机械领域得到了广泛的应用。电液比例技术实现了工程机械的远程操作与自动化,促进工程机械向机器人化迈进,拓宽了工程机械的应用领域。而电液比例系统的控制是保证工程机械实现机器人化的关键。现在许多工程机械将传统的液压系统进行了电液比例技术的改造。本文以课题组研制的核环境机器人为研究对象,该机器人的液压系统在不改变原液压操作系统的基础上经过了电液比例技术改造。为了实现核环境机器人远程自动换装技术的轨迹跟踪部分,对机器人的电液比例位置控制系统进行研究,针对电液比例位置控制系统存在的时变性、强非线性等问题,引入模糊PID控制算法,并利用AMESim与MATLAB进行联合仿真,结果表明核环境机器人斗杆运动轨迹得到了精确的跟踪。具体的研究工作如下:1.设计了核环境机器人电液比例改造技术方案,完成用电信号控制核环境机器人。从核环境机器人工作装置的单关节出发,以斗杆的电液比例位置控制系统为例,选取并设计了该控制系统所需的软硬件,以EPEC2024控制器为主要硬件控制平台,使用LabVIEW软件编写了核环境机器人主控制程序,实现核环境机器人的计算机操作控制,为后续研究奠定基础。2.分析了核环境机器人电液比例位置控制系统的组成与工作原理,建立了简化的斗杆电液比例位置控制系统的数学模型,同时应用AMESim软件建立了该控制系统的物理仿真模型,并对数学模型及物理模型进行了相应的仿真研究分析。3.针对核环境机器人位置跟踪中存在误差较大的问题,在MATLAB中设计了适用于核环境机器人的模糊PID控制算法。通过AMESim/MATLAB联合仿真技术展开仿真研究,仿真结果表明:与常规PID控制相比,模糊PID控制的运动轨迹跟踪性能更佳。4.为了检验以上电液比例位置控制系统的理论研究及搭建的软硬件平台的正确性,在LabVIEW软件上开发了基于核环境机器人的电液比例位置系统的PID控制算法并开展实验研究,实验表明核环境机器人电液比例位置控制系统设计的合理性以及控制算法的有效性,满足核环境机器人电液比例位置控制系统的轨迹跟踪控制要求。
任钊民[9]（2020）在《基于SLAM和IMU融合定位的履带式液压挖掘机的行走轨迹控制研究》文中提出挖掘机是一种常见的重型工程机械,其在建筑等基础建设领域发挥着极其重要的作用。考虑到挖掘机的工作场景恶劣、危险系数高等因素,挖掘机的自动化、自主化作业需求日益增加。众多科研机构和企业也针对挖掘机的智能化作业做了大量的研究工作。挖掘机定位和挖掘机下车机构运动轨迹的控制是实现挖掘机自动化、自主化作业的基础。本文以履带式液压挖掘机的精确定位和行走轨迹的精确控制为研究目标。首先,对挖掘机下车机构相关的液压系统和挖掘机行走时的动力学、运动学进行了理论分析。然后基于双目相机和惯导设备IMU进行了传感器数据融合,实现了更精度的挖掘机定位。最后,基于双目相机和IMU融合定位的结果,对运动过程中的相关参数进行辨识,搭建了基于实际运动学的轨迹跟踪控制器,并进行实车实验,实现了挖掘机行走轨迹的精确控制。本文主要研究内容分为以下几个部分:（1）对下车行走装置进行了液压系统建模,整个液压系统模型分为电液比例减压阀模型、三位六通开中心比例换向阀模型、阀控液压马达系统模型。考虑运动过程中各种干扰因素的影响,建立了挖掘机运动过程中的运动学和动力学模型。（2）对IMU设备进行了误差分析,建立了IMU导航定位模型;对相机成像模型、标定原理、常用特征提取算法、光流跟踪算法进行了理论分析和介绍;对图像角点进行均匀化提取,解决了工地场景中角点冗余的问题;在普通光流跟踪算法的基础上,引入图像金字塔,以满足大尺度运动的需求;同时基于英伟达的CUDA（Compute Unified Device Architecture）模型,使用GPU对光流跟踪算法进行加速;以此为基础建立了双目定位模型。最后,分别进行了纯IMU的惯性导航定位实验、双目相机标定实验、双目相机定位实验;通过实验分析了双目视觉SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）定位与惯性导航定位的优缺点,论证了进行传感器数据融合定位的必要性。（3）将双目相机和IMU的传感器信息进行融合。研究了基于图像特征点和IMU测量信息的紧耦合技术,充分考虑了加速度计和角速度计的各种测量噪声以及测量偏差值,并将加速度计、加速度计的偏差作为优化状态量的一部分,为防止在后端非线性优化过程中对IMU测量信息的反复积分,研究了IMU的预积分技术,提高了计算效率。最后,在良好环境下进行了单条直线定位实验、直角转弯定位实验,在恶劣环境条件下进行了闭合区域定位实验;实验结果表明,该融合定位设备的定位精度在1.4%左右,基本满足挖掘机的定位需求。（4）基于融合定位结果设计履带式车辆在行走过程中的实际运动学模型增广系数的辨识模型,设计了一种扩展卡尔曼滤波器,对行走过程中的增广系数进行辨识。基于辨识结果设计了一种实际模型轨迹跟踪控制器。为快速跟踪轨迹跟踪控制器输出的目标速度和角速度,设计了一种模糊自适应PID控制器,并进行了基于模糊自适应PID的速度控制实验。最后,使用实际模型轨迹跟踪控制器和理想模型轨迹跟踪控制器,分别进行了模型增广系数辨识实验和轨迹跟踪实验,通过两种控制器实验结果的对比,证明了实际模型轨迹跟踪控制器的有效性和性能优越性。
张杰[10]（2020）在《挖掘机器人轨迹跟踪电液伺服控制策略研究》文中进行了进一步梳理液压挖掘机器人是集机械、液压、电气、信息等的多领域一体化技术产品,相比传统的液压挖掘机,挖掘机器人是综合多领域的高新技术,不仅可以节约人力成本,提升工作效率,同时以更高质量地完成作业。液压挖掘机器人的电液伺服控制系统是挖掘机器人的关键部分。本文主要研究的是液压挖掘机器人轨迹跟踪的电液伺服控制策略,为此进行了液压挖掘机器人工作装置运动学分析和液压系统数学建模、基于滑模变结构的单液压缸跟踪误差控制器和基于PID的多液压缸同步误差控制器设计、基于负载预测的抗流量饱和控制器设计。进行了基于AMESim和Simulink联合仿真实验,以及搭建了挖掘机器人试验台并完成了挖掘机器人水平直线运动和无规律运动轨迹跟踪控制实验研究。本文主要进行了如下研究:1.对挖掘机器人的工作装置进行了运动学分析,并对工作装置的关节空间变量和驱动空间变量的相互转换关系进行了求解。并对挖掘机器人液压系统的液压元件运动特性进行分析和数学建模。2.对挖掘机器人轨迹跟踪的电液伺服控制略进行了总体设计,包含基于滑模变结构的单缸跟踪误差控制器设计、基于PID控制方法的同步误差控制器设计,有效抑制了单关节的运动误差对了多关节最终复合运动的影响。以及对于流量饱和现象设计抗流量饱和控制策略,有效解决了挖掘机器人运动中的流量饱和问题。3.对挖掘机器人进行了基于AMESim和Simulink的联合仿真模型搭建,并对挖掘机器人有无同步控制器分别进行轨迹跟踪仿真实验以及当出现流量饱和现象时,有无抗流量饱和控制器分别进行了轨迹跟踪仿真实验,结果显示同步控制器和抗流量饱和控制器能够提高挖掘机器人轨迹跟踪的控制精度。4.对挖掘机器人的实验平台进行了设计,以小型挖掘机为基础载体搭建了挖掘机器人的实验平台,进行了挖掘机器人水平直线轨迹和随机轨迹进行了跟踪实验,验证设计的电液伺服控制策略的有效性和可行性。
二、液压挖掘机工作装置运动轨迹的智能化模糊控制（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、液压挖掘机工作装置运动轨迹的智能化模糊控制（论文提纲范文）
（1）挖掘机器人自动控制系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 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 本文研究的主要内容 |
| 第二章 挖掘机器人液压系统改造 |
| 2.1 挖掘机器人的结构组成与功能要求 |
| 2.2 挖掘机液压系统改造方案 |
| 2.3 主要元器件选型 |
| 2.3.1 比例阀 |
| 2.3.2 多路阀驱动器 |
| 2.3.3 位移传感器 |
| 2.3.4 压力传感器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 挖掘机器人控制系统硬件设计 |
| 3.1 挖掘机器人控制系统设计方案 |
| 3.2 PLC控制系统硬件设计 |
| 3.3 上位机平台构建 |
| 3.4 通信模块 |
| 3.5 控制系统实现 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 挖掘机器人控制系统软件设计 |
| 4.1 多路阀驱动器模块配置 |
| 4.2 通信模块配置 |
| 4.2.1 上位机与下位机通信配置 |
| 4.2.2 下位机与多路阀驱动模块通信配置 |
| 4.3 PLC控制系统软件设计 |
| 4.3.1 软件开发平台 |
| 4.3.2 控制系统硬件组态 |
| 4.3.3 控制系统程序实现 |
| 4.4 上位机软件设计 |
| 4.4.1 组态连接 |
| 4.4.2 变量连接 |
| 4.4.3 画面设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 挖掘机器人轨迹跟踪试验 |
| 5.1 电液驱动系统数学模型 |
| 5.2 控制系统建模 |
| 5.3 PID控制器设计 |
| 5.4 轨迹跟踪试验 |
| 5.4.1 试验内容及结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（2）液压挖掘机铲斗齿尖轨迹规划研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 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 课题主要研究内容 |
| 第二章 挖掘机工作装置的运动学与工作范围分析 |
| 2.1 运用D-H坐标法建立工作装置的运动坐标系 |
| 2.1.1 液压挖掘机工作装置简介 |
| 2.1.2 液压挖掘机工作装置空间描述 |
| 2.2 工作装置运动学分析 |
| 2.2.1 机器人运动学基本方程 |
| 2.2.2 正运动学分析 |
| 2.2.3 逆运动学分析 |
| 2.3 工作装置关节空间与驱动空间的转换 |
| 2.3.1 动臂液压缸行程与动臂转角的转换 |
| 2.3.2 斗杆液压缸行程与斗杆转角的转换 |
| 2.3.3 铲斗液压缸行程与铲斗转角的转换 |
| 2.4 工作装置工作范围的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 挖掘路径规划及基于RBT工作装置挖掘轨迹规划 |
| 3.1 液压挖掘机作业任务分解 |
| 3.2 挖掘作业路径规划 |
| 3.2.1 路径规划简介 |
| 3.2.2 基于规则的路径规划 |
| 3.2.3 挖掘空间三次样条插值路径规划 |
| 3.3 基于Robotic Toolbox工作装置轨迹规划 |
| 3.3.1 Robotic Toolbox简介 |
| 3.3.2 工作装置的Robotic Toolbox运动学建模 |
| 3.3.3 基于Robotic Toolbox的运动学仿真 |
| 3.3.4 基于Robotic Toolbox笛卡尔空间路径规划 |
| 3.3.5 基于Robotic Toolbox工作装置轨迹规划 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 液压挖掘机挖掘轨迹规划 |
| 4.1 轨迹规划概述 |
| 4.1.1 轨迹规划简介 |
| 4.1.2 轨迹规划空间分类 |
| 4.2 轨迹规划指标特性分析 |
| 4.3 关节空间分段多项式轨迹规划 |
| 4.3.1 分段多项式(4-4-4-4-5)轨迹规划 |
| 4.3.2 分段多项式(4-4-4-4-5)轨迹规划仿真 |
| 4.3.3 分段多项式(3-3-3-3-3)轨迹规划 |
| 4.3.4 分段多项式(3-3-3-3-3)轨迹规划仿真 |
| 4.3.5 分段多项式(3-3-5-3-3)轨迹规划 |
| 4.3.6 分段多项式(3-3-5-3-3)轨迹规划仿真 |
| 4.3.7 分段多项式(4-3-3-3-4)轨迹规划 |
| 4.3.8 分段多项式(4-3-3-3-4)轨迹规划仿真 |
| 4.4 关节空间5 次非均匀有理B样条轨迹规划 |
| 4.5 关节空间5 次多项式拟合轨迹规划 |
| 4.6 关节空间轨迹规划方法对比分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 液压挖掘机挖掘轨迹规划优化 |
| 5.1 轨迹优化指标分析 |
| 5.2 挖掘作业时间最优轨迹规划 |
| 5.3 挖掘作业时间最优轨迹规划仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（3）无人操纵挖掘机轨迹规划与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外无人操纵挖掘机研究概述 |
| 1.2.1 国内外无人操纵挖掘机发展概况 |
| 1.2.2 国内外轨迹规划的研究现状 |
| 1.2.3 国内外轨迹控制的研究现状 |
| 1.3 论文研究目的、研究内容及研究方法 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 1.4 论文的章节安排 |
| 第二章 无人操纵挖掘机总体方案设计 |
| 2.1 无人操纵挖掘机的功能需求分析 |
| 2.2 无人操纵挖掘机结构组成和作业流程分析 |
| 2.2.1 结构组成 |
| 2.2.2 作业流程分析 |
| 2.3 控制系统总体方案设计 |
| 2.4 液压系统改造方案设计 |
| 2.5 感知系统的构建 |
| 2.5.1 环境感知模块 |
| 2.5.2 位姿检测模块 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 无人操纵挖掘机工作装置运动学分析 |
| 3.1 工作空间分析 |
| 3.2 作业空间变量转换关系的确定 |
| 3.2.1 驱动空间与关节空间的转换关系 |
| 3.2.2 关节空间到位姿空间的转换关系 |
| 3.2.3 位姿空间到关节空间的转换关系 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 无人操纵挖掘机工作装置液压系统建模与分析 |
| 4.1 挖掘机工作装置液压系统建模 |
| 4.1.1 液压系统结构组成 |
| 4.1.2 液压泵 |
| 4.1.3 换向阀 |
| 4.1.4 液压缸 |
| 4.2 挖掘机工作装置液压系统分析 |
| 4.2.1 单缸作业液压系统分析 |
| 4.2.2 多缸并联作业液压系统分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 无人操纵挖掘机工作装置轨迹控制研究 |
| 5.1 挖掘机工作装置的轨迹规划 |
| 5.1.1 工作范围及挖掘路径分析 |
| 5.1.2 轨迹规划方法 |
| 5.1.3 NURBS曲线的定义 |
| 5.1.4 3次NURBS曲线关节空间轨迹规划 |
| 5.1.5 轨迹规划仿真 |
| 5.2 模糊PID控制器原理及设计 |
| 5.2.1 模糊控制的基本原理 |
| 5.2.2 模糊PID控制器的结构组成 |
| 5.2.3 模糊PID控制器的设计 |
| 5.3 变论域模糊PID控制器原理及设计 |
| 5.3.1 变论域模糊控制的基本原理 |
| 5.3.2 变论域模糊PID控制器的结构组成 |
| 5.3.3 论域调整机构的设计 |
| 5.4 基于simulink的轨迹控制仿真 |
| 5.4.1 轨迹控制器及被控对象模型搭建 |
| 5.4.2 轨迹控制仿真结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 无人操纵挖掘机工作装置半实物仿真 |
| 6.1 半实物仿真技术介绍 |
| 6.2 无人操纵挖掘机工作装置半实仿真平台搭建 |
| 6.2.1 半实物仿真系统总体方案设计 |
| 6.2.2 基于AMESim的被控对象模型搭建 |
| 6.2.3 PLC程序设计 |
| 6.2.4 基于simulink的半实物仿真平台搭建 |
| 6.3 工作装置轨迹控制半实物仿真实验 |
| 6.3.1 半实物仿真目的与内容 |
| 6.3.2 半实物仿真结果与分析 |
| 6.4 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 AMESim建模相关参数 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
| 致谢 |
（4）基于RBF神经网络的挖掘机工装轨迹控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 挖掘机工装轨迹控制研究现状 |
| 1.2.1 挖掘机自动化发展历程 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.2.3 国内研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 挖掘机工装轨迹控制系统分析 |
| 2.1 工装轨迹控制系统基本组成 |
| 2.1.1 驱动控制系统 |
| 2.1.2 液压控制系统 |
| 2.1.3 信号采集系统 |
| 2.2 工作装置三维模型的构建 |
| 2.3 动力学分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 工装轨迹控制建模与仿真分析 |
| 3.1 工装轨迹控制系统数学模型建立 |
| 3.1.1 动臂与斗杆液压缸的传递函数 |
| 3.1.2 电液比例阀及角度传感器的传递函数 |
| 3.1.3 其他环节传递函数 |
| 3.2 工装轨迹控制仿真分析 |
| 3.2.1 动臂控制仿真结果 |
| 3.2.2 斗杆控制仿真结果 |
| 3.3 工装轨迹PID控制算法 |
| 3.3.1 常规PID控制 |
| 3.3.2 数字PID控制 |
| 3.3.3 自校正PID控制 |
| 3.3.4 仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 神经网络工装轨迹控制策略 |
| 4.1 神经网络PID控制算法 |
| 4.1.1 神经网络模型结构 |
| 4.1.2 神经网络PID控制 |
| 4.1.3 BP神经网络控制 |
| 4.1.4 仿真结果分析 |
| 4.2 RBF神经网络控制基本原理 |
| 4.2.1 RBF神经网络与BP网络的比较 |
| 4.2.2 RBF神经网络结构 |
| 4.2.3 RBF神经网络学习算法 |
| 4.3 工装轨迹RBF神经网络控制结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 RBF神经网络工装轨迹控制优化 |
| 5.1 RBF神经网络控制优化过程 |
| 5.1.1 遗传算法基本特点 |
| 5.1.2 粒子群算法位置更新原理 |
| 5.1.3 改进的遗传算法优化流程 |
| 5.2 工装轨迹控制优化仿真分析 |
| 5.2.1 网络的训练 |
| 5.2.2 控制器的仿真分析 |
| 5.3 工装轨迹控制模拟实验 |
| 5.3.1 挖掘实验设定 |
| 5.3.2 实验结果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）基于刚柔耦合分析的挖掘机轨迹控制系统仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 选题意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.2.1 挖掘机工作装置动力学国内外发展现状及分析 |
| 1.2.2 轨迹控制系统国内外发展现状及分析 |
| 1.2.3 国内外研究现状简析 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 虚拟样机的可视化分析与验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 挖掘机虚拟样机建立与参数分析 |
| 2.2.1 挖掘机刚体虚拟样机生成 |
| 2.2.2 挖掘机工装位姿建模与参数分析 |
| 2.3 挖掘机虚拟样机模型验证 |
| 2.3.1 虚拟样机的工况参数分析 |
| 2.3.2 挖掘机模型正确性的正逆运动学验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 液压挖掘机刚柔耦合模型生成与仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多刚体虚拟样机生成与仿真分析 |
| 3.2.1 挖掘机多刚体动力学基础理论 |
| 3.2.2 驱动添加和载荷施加 |
| 3.2.3 工作历程仿真分析 |
| 3.3 挖掘机刚柔耦合模型生成与仿真分析 |
| 3.3.1 概述 |
| 3.3.2 多柔体动力学基础理论 |
| 3.3.3 刚柔耦合模型的生成 |
| 3.3.4 挖掘机刚柔耦合仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 轨迹控制系统建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 动臂和斗杆控制系统建模 |
| 4.2.1 液压缸系统建模 |
| 4.2.2 基于刚柔耦合模型的动臂和斗杆机械结构建模 |
| 4.2.3 其他环节传递函数的建立 |
| 4.3 原控制系统仿真与分析 |
| 4.3.1 动臂原控制系统仿真与分析 |
| 4.3.2 斗杆原控制系统仿真与分析 |
| 4.4 差分方程的计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 控制器的设计与仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 积分分离数字PID控制器设计与仿真 |
| 5.2.1 动臂控制系统积分分离数字PID控制 |
| 5.2.2 斗杆控制系统积分分离数字PID控制 |
| 5.3 改进的BP-PID控制器设计与仿真 |
| 5.3.1 改进算法的BP-PID控制器设计 |
| 5.3.2 动臂控制系统的改进BP-PID控制 |
| 5.3.3 斗杆控制系统的改进BP-PID控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）挖掘机工作装置轨迹控制系统研究与仿真分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 挖掘机智能化发展概况 |
| 1.2.1 挖掘机自动化控制技术 |
| 1.2.2 电液比例控制技术 |
| 1.3 挖掘机工作装置智能化国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 挖掘机工作装置液压系统特性分析及优化设计 |
| 2.1 工作装置液压系统分析 |
| 2.2 液压系统主要元件特性分析 |
| 2.2.1 负载敏感变量泵原理分析 |
| 2.2.2 泵数学模型分析 |
| 2.2.3 多路阀原理分析 |
| 2.2.4 换向阀及液压缸数学模型 |
| 2.3 挖掘机工作装置电液比例系统优化 |
| 2.3.1 电液比例控制系统元件分析 |
| 2.3.2 电液比例系统数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 挖掘机工作装置运动学分析与轨迹规划方法研究 |
| 3.1 挖掘机工作装置D-H坐标建立 |
| 3.2 运动学分析 |
| 3.2.1 运动学方程正向求解 |
| 3.2.2 运动学方程逆向求解 |
| 3.3 轨迹规划方法分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 挖掘机工作装置液压系统模型建立与实验验证 |
| 4.1 负载独立流量分配系统模型建立 |
| 4.1.1 泵模型建立 |
| 4.1.2 多路阀模型建立 |
| 4.1.3 工作装置液压系统模型建立 |
| 4.2 工作装置液压系统仿真分析 |
| 4.2.1 工作装置单独动作仿真分析 |
| 4.2.2 工作装置复合动作仿真分析 |
| 4.3 工作装置液压系统模型实验验证 |
| 4.3.1 实验设备及测压点设置 |
| 4.3.2 实验工况 |
| 4.3.3 实验数据分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 挖掘机工作装置控制系统研究与仿真分析 |
| 5.1 工作装置轨迹控制原理 |
| 5.2 工作装置控制策研究 |
| 5.3 联合仿真模型搭建与分析 |
| 5.3.1 联合仿真模型搭建 |
| 5.3.2 仿真结果分析 |
| 5.4 工作装置运动轨迹仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）液压挖掘机工作装置轨迹规划与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 液压挖掘机智能化发展现状 |
| 1.2.2 液压挖掘机工作装置轨迹规划研究现状 |
| 1.2.3 液压挖掘机工作装置轨迹控制研究现状 |
| 1.2.4 国内外研究综述 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 液压挖掘机工作装置系统分析 |
| 2.1 运动学分析 |
| 2.1.1 从关节空间到位姿空间的正运动学 |
| 2.1.2 从位姿空间到关节空间的逆运动学 |
| 2.1.3 关节空间和驱动空间的相互映射 |
| 2.1.4 基于RBT的工作装置运动空间分析 |
| 2.2 液压系统分析 |
| 2.2.1 电液控制系统 |
| 2.2.2 液压系统原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 液压挖掘机工作装置多物理域建模 |
| 3.1 电控液压系统改造 |
| 3.2 机械运动系统建模 |
| 3.3 液压驱动系统建模 |
| 3.4 系统仿真与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 液压挖掘机工作装置轨迹规划研究 |
| 4.1 基于典型作业任务的路径规划 |
| 4.1.1 平整作业 |
| 4.1.2 挖沟作业 |
| 4.1.3 装载作业 |
| 4.2 基于RBT的工作装置轨迹规划 |
| 4.2.1 笛卡尔空间的轨迹规划 |
| 4.2.2 关节空间的轨迹规划 |
| 4.3 挖掘机工作装置轨迹规划方法 |
| 4.3.1 基于多项式插值的轨迹规划 |
| 4.3.2 基于B样条曲线拟合的轨迹规划 |
| 4.3.3 基于PSO的时间-脉动最优轨迹规划 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 液压挖掘机工作装置轨迹控制策略 |
| 5.1 传统PID控制策略 |
| 5.1.1 PID控制原理 |
| 5.1.2 数字PID控制 |
| 5.2 径向基神经网络PID控制算法 |
| 5.2.1 径向基神经网络结构原理 |
| 5.2.2 径向基神经网络学习算法 |
| 5.2.3 Jacobian信息的辨识算法 |
| 5.2.4 RBFNN-PID控制算法的改进 |
| 5.3 挖掘机工作装置作业联合仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（8）基于模糊PID的核环境机器人电液比例位置控制系统设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 核环境机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 核环境机器人国外研究现状 |
| 1.2.2 核环境机器人国内研究现状 |
| 1.3 电液比例控制技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 电液比例控制技术国外研究现状 |
| 1.3.2 电液比例控制技术国内研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 核环境机器人电液比例位置控制系统设计 |
| 2.1 核环境机器人组成及工作原理 |
| 2.2 核环境机器人电液比例位置控制系统方案 |
| 2.2.1 核环境机器人的多路阀控制方式 |
| 2.2.2 核环境机器人液压系统的电液比例改造 |
| 2.3 核环境机器人电液比例位置控制系统硬件设计 |
| 2.3.1 核环境机器人电液比例位置控制系统硬件的组成 |
| 2.3.2 核环境机器人电液比例位置控制系统硬件的选型 |
| 2.4 核环境机器人电液比例位置控制系统软件设计 |
| 2.4.1 LabVIEW编程软件 |
| 2.4.2 核环境机器人电液比例位置控制系统设计的总体要求 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 核环境机器人电液比例位置控制系统建模与仿真 |
| 3.1 系统结构组成及工作原理分析 |
| 3.2 系统数学模型 |
| 3.2.1 位移传感器的传递函数 |
| 3.2.2 电液比例阀的传递函数 |
| 3.2.3 液压动力机构的传递函数 |
| 3.2.4 动力机构的传递函数 |
| 3.2.5 系统传递函数 |
| 3.3 系统传递函数及参数确定 |
| 3.4 系统稳定性研究 |
| 3.5 系统AMESim仿真 |
| 3.5.1 仿真模型 |
| 3.5.2 各元件子模型确定及参数设定 |
| 3.5.3 仿真结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 核环境机器人电液比例位置控制系统控制策略研究 |
| 4.1 PID控制 |
| 4.2 模糊控制 |
| 4.2.1 模糊控制原理 |
| 4.2.2 模糊控制器的设计步骤 |
| 4.3 模糊PID控制器的设计 |
| 4.3.1 模糊PID控制器的原理 |
| 4.3.2 电液比例位置控制系统模糊PID控制算法的设计 |
| 4.4 AMESim/MATLAB联合仿真分析 |
| 4.4.1 联合仿真原理 |
| 4.4.2 联合仿真模型的建立 |
| 4.4.3 联合仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 核环境机器人电液比例位置控制系统实验研究 |
| 5.1 电液比例位置控制系统的实验工作原理 |
| 5.2 电液比例位置控制系统实验算法设计 |
| 5.3 基于PID控制算法的电液比例位置系统实验 |
| 5.4 PID控制算法实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）基于SLAM和IMU融合定位的履带式液压挖掘机的行走轨迹控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 履带式车辆行走轨迹控制的研究现状 |
| 1.3 .视觉SLAM技术的研究现状 |
| 1.4 视觉SLAM和 IMU融合定位的研究现状 |
| 1.5 融合定位及行走控制的关键问题 |
| 1.6 研究内容及目的 |
| 2 履带式液压挖掘机行走系统的理论分析与建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 履带式液压挖掘机行走系统的原理简介 |
| 2.3 挖掘机行走液压系统建模研究 |
| 2.3.1 电液比例减压阀 |
| 2.3.2 三位六通开中心比例换向阀 |
| 2.3.3 阀控液压马达 |
| 2.4 履带式液压挖掘机动力学及运动学建模 |
| 2.4.1 行走机构理想运动学与动力学分析 |
| 2.4.2 行走机构实际运动学分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 惯性IMU定位技术与双目视觉定位技术分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于惯性IMU的定位分析 |
| 3.2.1 惯性导航中常用坐标系 |
| 3.2.2 IMU误差模型及理论分析 |
| 3.2.3 IMU惯性导航定位模型 |
| 3.2.4 IMU误差分析实验 |
| 3.2.5 惯性导航定位实验 |
| 3.3 基于双目视觉的定位分析 |
| 3.3.1 相机成像模型及标定原理分析 |
| 3.3.2 图像特征提取与改进光流法跟踪 |
| 3.3.3 双目相机视觉定位模型 |
| 3.3.4 双目相机标定实验 |
| 3.3.5 角点检测实验 |
| 3.3.6 双目视觉定位实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.基于双目视觉SLAM和 IMU融合的挖掘机定位技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 视觉SLAM与惯性IMU融合定位的基本原理 |
| 4.2.1 SLAM状态估计问题 |
| 4.2.2 基于SLAM和 IMU的状态估计问题 |
| 4.3 IMU预积分模型 |
| 4.3.1 IMU预积分模型及其中值法离散 |
| 4.3.2 预积分误差及误差传递 |
| 4.4 双目视觉SLAM和 IMU融合定位系统联合初始化 |
| 4.4.1 基于旋转约束的陀螺仪随机游走误差矫正 |
| 4.4.2 初始化速度和重力向量 |
| 4.5 双目视觉与IMU的信息融合及后端优化 |
| 4.5.1 融合定位系统优化模型 |
| 4.5.2 IMU残差约束 |
| 4.5.3 视觉重投影残差约束 |
| 4.5.4 基于滑动窗口的后端优化算法 |
| 4.6 双目相机与IMU的联合标定实验 |
| 4.7 视觉SLAM与惯性IMU融合定位实验 |
| 4.7.1 实验硬件平台 |
| 4.7.2 户外定位实验 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 履带式液压挖掘机行走轨迹跟踪控制器的设计与实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 履带式液压挖掘机运动速度及角速度控制器设计 |
| 5.2.1 模糊自适应PID控制器设计 |
| 5.2.2 模糊自适应PID控制器控制效果分析 |
| 5.3 履带式液压挖掘机实际运动学模型参数辨识 |
| 5.4 基于实际运动学模型的挖掘机行走轨迹跟踪控制器设计 |
| 5.4.1 履带式液压挖掘机轨迹跟踪控制方案设计 |
| 5.4.2 轨迹跟踪控制器框架设计 |
| 5.4.3 基于实际模型轨迹跟踪控制器的仿真试验 |
| 5.5 履带式液压挖掘机行走轨迹跟踪控制实验分析 |
| 5.5.1 基于模糊自适应PID的速度控制实验 |
| 5.5.2 基于增广运动学模型的系数辨识实验 |
| 5.5.3 基于增广运动学模型的轨迹跟踪实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 6.总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（10）挖掘机器人轨迹跟踪电液伺服控制策略研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 挖掘机器人整体研究现状 |
| 1.2.1 挖掘机器人国外研究现状 |
| 1.2.2 挖掘机器人国内研究现状 |
| 1.3 挖掘机器人电液伺服控制研究现状 |
| 1.3.1 电液伺服控制国外研究现状 |
| 1.3.2 电液伺服控制国内研究现状 |
| 1.4 挖掘机器人轨迹跟踪研究 |
| 1.4.1 轨迹跟踪问题 |
| 1.4.2 轨迹跟踪常用方法 |
| 1.5 研究方案与内容 |
| 2 挖掘机器人工作装置运动学分析及液压系统数学建模 |
| 2.1 挖掘机器人工作装置运动学分析 |
| 2.2 挖掘机器人液压系统数学建模 |
| 2.2.1 液压泵模型 |
| 2.2.2 液压马达模型 |
| 2.2.3 电液伺服比例阀模型 |
| 2.2.4 液压缸模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 挖掘机器人的电液伺服控制策略设计 |
| 3.1 挖掘机器人的电液伺服控制策略方案设计 |
| 3.2 液压缸跟踪控制器设计 |
| 3.2.1 滑模变结构控制的定义 |
| 3.2.2 滑模变结构控制的原理 |
| 3.2.3 基于滑模变结构的单缸跟踪误差控制器设计 |
| 3.3 液压缸同步控制器设计 |
| 3.4 基于负载预测的抗流量饱和电液伺服控制策略设计 |
| 3.4.1 挖掘机器人流量饱和现象分析 |
| 3.4.2 基于负载的抗饱和流量电液伺服控制策略 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于AMESim和 Simulink联合仿真实验研究 |
| 4.1 AMESim简介 |
| 4.2 挖掘机器人仿真模型搭建 |
| 4.2.1 挖掘机器人的液压仿真模型 |
| 4.2.2 挖掘机器人的执行机构仿真模型 |
| 4.2.3 挖掘机器人的检测系统仿真模型 |
| 4.2.4 联合仿真模型 |
| 4.3 仿真实验与分析 |
| 4.3.1 同步实验与分析 |
| 4.3.2 抗流量饱和实验与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 挖掘机器人实验平台搭建与研究 |
| 5.1 挖掘机器人试验平台设计 |
| 5.2 挖掘机器人实验平台的搭建 |
| 5.2.1 试验台的硬件组成 |
| 5.2.2 试验台元器件型号及参数 |
| 5.3 挖掘机器人实验及结果分析 |
| 5.3.1 直线挖掘 |
| 5.3.2 随机挖掘 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 工作总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
四、液压挖掘机工作装置运动轨迹的智能化模糊控制（论文参考文献）
- [1]挖掘机器人自动控制系统的设计与实现[D]. 崔飞翔. 太原科技大学, 2021(01)
- [2]液压挖掘机铲斗齿尖轨迹规划研究[D]. 梁志鹏. 太原科技大学, 2021
- [3]无人操纵挖掘机轨迹规划与控制[D]. 唐家朋. 长安大学, 2021
- [4]基于RBF神经网络的挖掘机工装轨迹控制研究[D]. 李远凯. 西安科技大学, 2020(01)
- [5]基于刚柔耦合分析的挖掘机轨迹控制系统仿真研究[D]. 李靖. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]挖掘机工作装置轨迹控制系统研究与仿真分析[D]. 刘丹. 吉林大学, 2020(08)
- [7]液压挖掘机工作装置轨迹规划与控制研究[D]. 张振. 哈尔滨工业大学, 2020
- [8]基于模糊PID的核环境机器人电液比例位置控制系统设计研究[D]. 朱平平. 南华大学, 2020(01)
- [9]基于SLAM和IMU融合定位的履带式液压挖掘机的行走轨迹控制研究[D]. 任钊民. 浙江大学, 2020(06)
- [10]挖掘机器人轨迹跟踪电液伺服控制策略研究[D]. 张杰. 浙江大学, 2020(06)