1、本課題主要是對挖掘機(jī)器人工作裝置的運(yùn)動控制問題進(jìn)行研究，提出一種軌跡規(guī)劃以及軌跡控制方法，實(shí)現(xiàn)工作裝置各關(guān)節(jié)對期望運(yùn)動軌跡的有效跟蹤。本文以實(shí)現(xiàn)智能挖掘機(jī)的自主挖掘?yàn)槟康?，對其工作裝置運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)和液壓系統(tǒng)進(jìn)行建模，通過尋優(yōu)算法進(jìn)行軌跡規(guī)劃，利用先進(jìn)的多變量PIDNN解耦控制算法進(jìn)行軌跡跟蹤控制。具體工作主要涉及以下幾方面:
　　論述了國內(nèi)外挖掘機(jī)自動化技術(shù)的研究現(xiàn)狀，指出了挖掘機(jī)智能控制系統(tǒng)的組成以及要實(shí)現(xiàn)其自主挖掘所需要解決

2、的問題。
　　建立帶載工況下挖掘機(jī)工作裝置的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，并通過ADAMS軟件分析了工作裝置的動力學(xué)特性，得出了仿真結(jié)果。
　　建立挖掘機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)建模，著重分析一泵兩缸系統(tǒng)中存在的流量非線性特性和流量耦合特性，揭示了工作裝置各關(guān)節(jié)間協(xié)調(diào)運(yùn)動特性較差的原因，為控制算法的提出提供了依據(jù)。
　　運(yùn)用多種尋優(yōu)算法對設(shè)定的挖掘任務(wù)依次進(jìn)行任務(wù)分解、路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃，生成工作裝置各關(guān)節(jié)運(yùn)動所對應(yīng)的軌跡序列;并運(yùn)

3、用MATLAB軟件編寫了軌跡規(guī)劃程序，驗(yàn)證了軌跡規(guī)劃算法的有效性和可行性。
　　運(yùn)用多變量PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦控制算法較好的解決了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中存在的非線性和強(qiáng)耦合問題，實(shí)現(xiàn)了自主挖掘軌跡的跟蹤控制;并對不同工況下的軌跡跟蹤控制進(jìn)行了聯(lián)合仿真，在挖掘工況下的仿真結(jié)果為:動臂、斗桿以及鏟斗關(guān)節(jié)對目標(biāo)軌跡跟蹤誤差的最大值分別小于8°、11°和12°，齒尖跟蹤誤差小于10cm，仿真表明該控制算法能實(shí)現(xiàn)工作裝置對規(guī)劃軌跡的有效跟蹤。