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將空載挖掘情況進行實驗錄像,實驗錄像截屏情況如圖416所示,經過一定的參數調試,最終取得了較好的挖掘軌跡。圖416空載荷下軌跡控制實驗錄像截屏4322液壓挖掘機輕載挖掘下的PID控制實驗結果及分析當不考慮控制算法時,挖掘機工作裝置模型所挖的軌跡如圖41所示,顯然并不是一條直線。將實驗得到的數據導入MATLAB中進行分析得到圖418。哈爾濱工業大學工學碩士學位論文kp=190、幻=4、k=50Ht最終得到如圖413所示的挖掘機工作裝置直線挖掘的最優軌跡。由圖可以看出,在較少的挖掘時間之后,挖掘機工作裝置所挖軌跡就接近所規定的挖掘直線,幾乎與之重合,PID控制情況十分明顯,效果很好。為了進一步進行實驗結果分析,將所得到的數據導入到MATLAB中,進行分析計算得圖418輕載荷下未加PID軌跡導出圖添加控制算法,設定kp、舡、kd三個參數,通過對多組參數的調試,當kp=50、垃=2、k=25時,最終得到如圖419所示的挖掘機工作裝置直線挖掘的最優軌跡。由圖可以看出,在一定的挖掘時間之后,挖掘機工作裝置所挖軌跡接近所規定的挖掘直線,PID控制效果較好。
島嘲真將24小節中得到的液壓挖掘機虛擬樣機工作裝置按直線挖掘時的理論轉角曲線在MATLAB中擬合,可以得到在給定軌跡的條件下動臂轉角和斗桿轉角的變化函數。分別將其導入到MATLAB/Simulink中的控制模型輸入的DB1和DGI中,其控制模型如圖36所示。DB輸出為動臂轉角,反饋到前向通道,與理論輸入作哈爾濱工業大學工學碩士學位論文Imax線圈輸入電流最大值(A)。實驗室現有的液壓挖掘機實驗臺上應用的是2FRE6A20B/IOQM型二通比例調速閥,其時間系數f005,額定流量為25Umin,電磁線圈最大輸入電流為1放大器傳遞函數的求取可以近似看成比例環節,本課題挖掘機實驗臺采用的放大器是VT50IOBS20型電液比例控制器。
將實驗得到的數據導入MATLAB中進行分析得到圖4—12。由此可以看出,當不考慮控制算法時挖掘機工作裝置模型所挖的是一條斜率近似為05的直線,與所要求的直線軌跡相差甚遠,誤差為300mm。由該圖可以看出,在挖掘初期存在一定的波動,誤差在30mm以內,之后挖掘軌跡達到所規定的直線軌跡,誤差在5mm以內,PID控制效果較好。茌實驗室挖掘機實驗臺的鏟斗上安放畫筆,在PID控制實驗運行的同時,進行挖掘機實驗臺的實際畫線,所得到的軌跡如圖415所示,由于挖掘機實驗模型液壓油路的限制,只能在挖掘機模型的右側安放畫板,所以所畫軌跡讀圖順序是從左到右,而程序運行圖上與MATLAB導出的實驗軌跡圖是從右到左的順哈爾濱工業大學工學碩士學位論文由此可以看出。
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