液压挖掘机振动掘削自适应控制研究
论文以实现液压挖掘机振动减阻及自适应控制为目标。对液压挖掘机振动掘削振动减阻过程及参数自适应控制展开研究。
结合土体动力本构模型及挖掘过程铲斗受力分析,建立铲斗挖掘阻力数学模型,在此基础上对振动掘削减阻机理进行研究。建立液压挖掘机振动掘削振动掘削系统仿真模型,分析系统动态特性,对不同波形信号激励下的加载振动掘削过程进行分析研究,分析正弦信号激励作业对三角信号激励作业的优越性。
针对振动掘削铲斗能耗难以测量的难题,提出以铲斗油缸压力曲线包络面积衡量振动掘削铲斗减阻节能效果的方法,确定评价振动掘削效果的三要素,建立基于三种不同土壤的振动掘削参数数据库,并通过拟合得到各数据库数学模型。提出基于数据库的振动掘削参数自适应迭代控制算法,并对该控制方法的有效性与可行性进行分析研究。
建立液压挖掘机振动掘削试验平台,针对不同土壤进行大量试验研究。验证振动掘削对减小掘削阻力、提高作业效率、降低挖掘能耗的效果；探索土壤固有频率及振动参数对振动掘削效果的影响,重点分析频率、振幅、土壤固有频率对掘削阻力、有效掘削时间和掘削能耗的影响。