【摘 要】
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矿用挖掘机是露天矿开采的核心装备,由于其体积庞大,驾驶员视野受限,矿山地形复杂等原因,提升矿山挖掘机铲掘效率一直是矿山生产需要研究的课题。论文结合山西省科技厅重点项目,对大型挖掘机的组合导航路径跟踪技术进行研究。首先介绍了矿用挖掘机导航技术的研究现状,包括讨论GPS、INS技术和GPS/INS组合技术以及路径跟踪常用算法等。根据GPS和INS在不同时间段有着不同的误差特征的特性,建立了惯性导航系统
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矿用挖掘机是露天矿开采的核心装备,由于其体积庞大,驾驶员视野受限,矿山地形复杂等原因,提升矿山挖掘机铲掘效率一直是矿山生产需要研究的课题。论文结合山西省科技厅重点项目,对大型挖掘机的组合导航路径跟踪技术进行研究。首先介绍了矿用挖掘机导航技术的研究现状,包括讨论GPS、INS技术和GPS/INS组合技术以及路径跟踪常用算法等。根据GPS和INS在不同时间段有着不同的误差特征的特性,建立了惯性导航系统误差模型和卡尔曼滤波器状态方程,在组合方式的选择上,分析了GPS/INS各种组合方式的特点,根据实际情况选择了松组合的组合方式,并开发了相应的软件程序,进行了惯性导航和组合导航的位置和速度仿真。建立矿用挖掘机履带行走装置的数学模型和带预瞄的模糊PID的路径跟踪控制器,将两侧履带的航向角误差和质心偏差作为输入量,输入带预瞄的模糊PID的路径跟踪控制器,使履带挖掘机能够准确到达预定地点。基于组合定位技术,进行了定位误差实验和矿用挖掘机的路径跟踪实验。基于载波相位差分技术提高了履带挖掘机的定位精度,在丢失卫星信号时也能继续进行导航。随后进行了直线和S型曲线跟踪实验,可以使挖掘机以准确的姿态到达目标位置。
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