混凝土泵车作为一种典型的工程机械广泛应用于工业与民用建筑施工中。目前,混凝土泵车的操作方式是通过遥控器控制回转台与单节臂架的角度变化控制布料管末端到达浇筑位置从而进行浇筑,这种传统的手动控制方式不仅要求操作人员的技术水平高,并且劳动强度大。因此,为了进一步提高混凝土泵车的工作效率同时减轻工人的劳动强度,自动布料技术已然成为了行业内的研究热点。由于混凝土泵车的臂架系统是一组具有多冗余度的开链结构,如何找到一种合适的方法对臂架系统进行轨迹规划从而实现臂架末端的高精度控制成为了一大难点。本文首先以混凝土泵车的臂架系统为研究对象,对其进行了运动学分析,得到了臂架系统的正向运动学模型,在此基础上结合机器人学的原理提出了以臂架角度权值变化量最小为二次优化目标函数的改进梯度投影反解算法,并根据泵车的实际参数在Matlab平台进行建模,在该模型上应用此算法进行了仿真分析,验证了该算法的正确性;基于Solidworks建立了泵车臂架的三维模型,利用ADAMS与Simulink的联合仿真技术建立了臂架机械系统与臂架控制系统的联合仿真模型,以更接近实际应用的方式验证了所提出算法与建立的控制系统的有效性;提出了智能臂架电控系统的总体设计目标,根据电控系统的输入输出要求完成了各个硬件设备的选型与性能测试,设计了电气原理图,基于Codesys平台完成了混凝土泵车智能臂架的软件系统设计,成功把改进梯度投影算法移植到该平台中并完成了整体控制程序的编写。通过搭建实验平台试验了泵车臂架末端在典型工况下的随动控制效果,实验结果表明该控制方法可以实现臂架末端直线运动轨迹的高精度控制,具有很强的工程实用性。