论文部分内容阅读
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。