如何建立登高车动臂传动机构的动力学模型??    云浮登高车出租

       如何建立登高车动臂传动机构的动力学模型??   云浮登高车出租, 云浮登高车租赁, 云浮登高车公司  高空作业环境比较艰苦的场合，通常由液压系统或者电动系统支配多只油缸，控制液压进行工作平台的举升和调平。施工环境的错综复杂和不可预知，对现代登高车的适应性具有较高的要求。随着国民经济水平的不断进步，城市化进程的加快，登高车的应用和需求越来越广。然而，就我国大型工程器械目前的发展情况而言，与欧美日等发达国家的产品相比差距十分明显。主要体现在：基础研究工作较少，尤其缺少高效率、可操控性以及动态规划等综合控制方面的专门研究。 登高车的执行机构一般是在回转中心固定后，在平面内进行2关节转动达到目标位置。因此，我们可以将登高车执行机构的运动视为平面动臂传动机构的运动。在对登高车的执行机构进行了初步了解的基础上，本文以登高车的动臂传动机构为研究对象，对动臂传动机构定向运动的轨迹进行了规划与控制研究。日前，机器人理论及控制理论的不断丰富，微处理器在控制器中的应用，传感器技术的迅猛发展，高科技产品种类的与日俱增，为登高车动臂传动机构的半自动化、自动化和智能化提供了理论基础和硬件支撑。当成熟的机器人理论和控制理论以及合理的硬件设施应用到登高车上，将减轻操作人员的劳动强度，提高工作效率和安全性，提高产品的核心竞争力。

    随着登高车的应用与发展，轨迹控制在多种机械设备中得到应用。现在大多数研究集中于工程机械、登高车等登高车设备上。在轨迹控制的自动化、智能化方面，我国轨迹控制的研究多处于建模仿真阶段，实际生产中的应用比较少。（1）动臂传动机构轨迹规划与控制的发展,  对液压工程机械的控制系统进行的改造，对添加常规PID算法和添加BP神经网络算法分别进行仿真实验，表明两种控制算法都能实现水平方向上的自主升降； 基于机器人原理，通过建立登高车的运动学模型，设计了模糊自适应PID控制系统，增强了响应速度，消除了响应误差； 基于一阶逆向运动学数值算法，针对折叠伸缩混合式登高车设计出特有的闭环控制系统，实现了工作平台直线运动； 运用D—H法以及几何法分别对液压工程机械的工作装置进行正逆运动学分析，实现铲斗的直线升降；基于多体力学建立工程机械工装的动力学模型，验证了动力学分析的必要性，将Adams和MATLAB/Simulink进行联合仿真控制，得到PID控制的最优参数；  对液压工程机械基于机器人原理进行技术改进，分析其动力学和运动学特性，运用滑模控制原理，通过进行实验研究，有效控制了油缸轨迹； 三关节机械臂为研究对象，验证了小脑神经网络能够对逆向运动学方程进行有效地分析，通过RBF模糊神经网络控制算法，验证了控制系统的稳定性，改善了系统的控制性能； 采用建立灰色神经组合模型，提出了一种混凝土泵车的新型臂架控制模型，通过实验证明了新型臂架系统有较好的定位精度。

  （2）动臂传动机构轨迹控制器的发展,  通过5次多项式插补函数在关节空间中内实现关于机械臂的远程控制，缺点是需要覆盖无线网络； 通过模块化处理，设计出一款登高车专用主副控制器，解决了运作过程中速度和加速度冲击的问题；提出了基于FPGA-FPGA的可重构关节控制，利用VHDL语言提高电机的容错能力，并且设计出一款级联型非线性抗饱和全闭环控制器，提高了输出末端的位置精度。

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     在登高车工装轨迹控制方面国外研究比较早，部分国家已经实现了全自动化液压工程机械器人。英国兰卡斯特大学，基于机器人原理对工程机械模型进行的设计及实验，通过示教再现的方式实现了预定的轨迹升降；通过在液压系统内部添加集成传感器来组成闭环协同控制系统，对登高车进行轨迹规划跟踪，同时用静态误差补偿方法减少臂架系统的挠度误差，提高了轨迹控制的精度；以鲁棒控制和延时控制为基本算法，针对液压工程机械工装的非线性问题，进行直线升降研究，并设计控制器用于实际生产实验，在实验中此工程机械的升降速率已基本达到熟练工程机械操作工的技术水平；设计出变幅控制系统，利用前馈、反馈和非线性补偿等控制方式辅以传感器技术实现水平方向上的高精度吊装控制。同时，发明了一种直线升降控制系统，在液压升降上通过控制工作装置和油缸，实现直线升降；通过自动升降技术的研究，在可以进行定点检测的基础上加入声纳数据分析控制系统，进行升降作业。由上述国内外研究现状可看出，对于动臂传动机构轨迹控制的设计研究大都精度不高，控制系统稳定性不好，且操作复杂，自动化程度较低。针对上述问题，可主要从两方面进行研究：一是采用精确的运动学数学模型和合理的轨迹规划方法，得到精确的轨迹位姿序列；二是采用成熟的控制理论进行登高车的控制，降低操作难度，减少油缸阶跃响应时间。本文以课题组自行研制的登高车为例，进行动臂传动机构定向轨迹的规划控制研究。

      以自行研制的HPA53A登高车为研究对象，该HPA53A型登高车由三个液压缸和三个杆件组成动臂传动机构。 本文的研究内容主要分为以下方面：（1）基于机器人学的相关原理，运用D—H法建立登高车动臂传动机构的运动学模型，求解出正向运动学方程。利用代数法和几何法求解逆向运动学方程。结合关节转角变量，建立工作平台和油缸伸缩量之间的映射关系，并通过MATLAB进行相关的仿真分析。（2）通过SolidWorks三维图像得到动臂传动机构的动力学参数，采用拉格朗日方程法建立登高车动臂传动机构的动力学模型，从而分析登高车运动过程中各杆之间的位置、速度、加速度，并得到关于动臂传动机构的驱动力和驱动力矩，结合Adams得到驱动力与驱动力矩的函数图像。（3）分析三次多项式插补算法和过路径点的三次多项式插值算法，基于关节空间推导出关节转角变量和时间的函数关系，对登高车动臂传动机构进行轨迹规划，得到轨迹序列的实时更新。（4）登高车动臂传动机构控制系统的传递函数，通过MATLAB得到控制系统的Bode图像，验证控制系统的稳定性。通过MATLAB/Simulink仿真，得到各级动臂传动控制系统的PID的参数，进行添加控制算法的对比，为控制器的设计研究打下基础。（5）联合仿真研究针对本文所有研究内容进行实例仿真研究，通过MATLAB得到关节空间内轨迹规划的插补函数图形，验证三次多项式插值算法在本文中的有效性；通过MATLAB和AMESim的联合仿真，模拟在不同方向上工作平台的轨迹生成控制，对控制系统的精度及稳定性进行分析。

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