【摘 要】
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近年来,我国基础设施建设方兴未艾,作为重要的土方机械之一,装载机在生产建设中深受广大消费者欢迎。然而传统装载机操作过程繁琐,且由于工作环境恶劣,即便是有经验的驾驶员也很难实现对于工作装置的完美操控,导致功率浪费的产生。关于装载机工作装置控制方案制定,国内外研究主要通过计算或仿真推导铲斗的运行轨迹,而少有基于实际铲装实验数据的策略规划,这导致制定的方案脱离了生产实际。本文结合校企合作项目“装载机开发
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近年来,我国基础设施建设方兴未艾,作为重要的土方机械之一,装载机在生产建设中深受广大消费者欢迎。然而传统装载机操作过程繁琐,且由于工作环境恶劣,即便是有经验的驾驶员也很难实现对于工作装置的完美操控,导致功率浪费的产生。关于装载机工作装置控制方案制定,国内外研究主要通过计算或仿真推导铲斗的运行轨迹,而少有基于实际铲装实验数据的策略规划,这导致制定的方案脱离了生产实际。本文结合校企合作项目“装载机开发”（项目编号:FW/RD 201640）,前期首先经过大量的文献查阅,总结了关于装载机、挖掘机等设备工作装置的研究成果:同时查阅有关工程机械自动控制策略相关研究成果,吸取宝贵的经验。开展了装载机铲装实验,根据操作者经验分别进行轮胎滑转与不滑转实验,分别获取动臂铲斗角度,油缸压力以及传动系统等实验数据。建立铲装过程中工作装置以及整车受力与运动学模型,阐述了铲掘阶段工作装置运动学机理。采用SPSS软件对实验数据中传动系统数据进行了主成分（PCA）分析,发现传动系统中发动机扭矩是最能代表传动系统的特征,并结合驾驶员需求扭矩提出了基于扭矩差值的自动插入控制策略;根据动臂与铲斗角度对应关系,提出了一种工作装置自动定位控制策略,在ADAMS中进行仿真得到对应角度关系,输入控制器中作为逻辑判据;发现了动臂铲斗控制手柄输出电压的规律性,通过ARIMA时间序列模型对控制电压进行预测;对整车系统进行改造,建立控制策略实现的载体。通过实验验证了控制策略的可行性。实验过程中发现实际记忆角度与设定值之间存在差值。设置多组对照实验,发现了发动机转速与系统内部环节响应的滞后性是导致误差产生的原因;针对不同转速下实际记忆角度与设定角度之间的差值进行拟合,将拟合值输入至控制器中进行误差控制并进行实验验证。
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