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挖掘机作为工程机械的主流类型，在工业与民生建设中都发挥了极其重要的作用。然而，随着特殊工况的增加，传统人工操作挖掘机经常显得力不从心，挖掘机自动化与智能化已成为国内外研究热点与发展方向，其中，对挖掘机工作装置运动轨迹的自动控制是实现自动化的基础与关键。本文主要结合运动学与动力学理论、电液比例技术、自动控制理论，对挖掘机运动控制系统进行研究，主要完成以下四个方面工作。 (1)建立挖掘机工作装置D-H坐标系，对挖掘机进行正、逆运动学求解，得到挖掘机工作空间包络图以及铲斗位姿空间、关节角度空间、驱动机构空间之间的转换关系;利用拉格朗日方程，建立工作装置动力学模型，分析关节力矩与液压缸受力。 (2)进行了挖掘机点到点轨迹规划和连续路径规划。其中点到点轨迹规划主要应用于挖掘机铲斗快速定位到挖掘动作起始点，连续路径规划用于挖掘过程，并在Matlab中进行轨迹规划运动仿真，得到工作装置的运动参数以及受力曲线。 (3)对液压挖掘机进行电液比例控制改造，在此基础上，按元件动作顺序将系统分为三级结构，详细推导了电液比例位置控制系统的数学模型，确立系统各环节参数，通过试验对比，验证了数学模型的正确性与有效性。 (4)分析经典PID控制原理，结合挖掘机液压系统非线性与不确定性，引入模糊控制算法，设计了模糊整定PID控制器原型;在Simulink中进行轨迹跟踪仿真，结果表明，三组液压缸轨迹误差控制在15mm以内，铲斗齿尖误差控制在6cm以内，精度可以满足作业任务要求，说明了控制方法的有效性。