[发明专利]用于液压挖掘机工作装置的轨迹控制系统及方法

摘要

一种用于液压挖掘机工作装置的轨迹控制系统及方法，是通过DSP接收动臂角度检测机构、斗杆角度检测机构、铲斗角度检测机构测量信号及相应液压缸压力信号、发动机转速信号，获得相应的电压值，对数据进行存储和处理；存储设定的工作装置的目标位置和姿态；根据工作装置的实际测量角度信号，与通过逆运算获得的数据相比较，产生校正信号；驱动工作装置中驱动油缸动作；采用CAN总线通讯方式，实现数据传输；由前馈控制与非线性PID控制算法相结合的方法进行控制。优点是能够实现液压挖掘机工作装置的自动操纵，精确而稳定地控制液压挖掘机工作装置的位置和姿态，使工作装置按照预先设定的轨迹运动，完成作业任务，缩短作业周期，提高作业效率和作业质量。

主权项

1.一种用于液压挖掘机工作装置的轨迹控制系统，包括有动臂液压缸(208)、斗杆液压缸(209)、铲斗液压缸(210)，主控阀(207)，电磁比例先导阀(205)，齿轮泵(211)，溢流阀(206)，滤油器(212)，动臂(104)，斗杆(106)，铲斗(108)，其特征在于：(1)、在动臂(104)与工作装置(102)的铰接处、动臂(104)与斗杆(106)的铰接处、斗杆(106)与铲斗(108)铰接处分别设置有动臂角度检测机构(103)、斗杆角度检测机构(105)、铲斗角度检测机构(107)；(2)、具有数字信号处理器Digital Signal Processor，以下简称DSP控制器(201)，用于接收通过A/D数据转换送入的动臂角度检测机构(103)、斗杆角度检测机构(105)、铲斗角度检测机构(107)测量的角度信号，以及动臂液压缸(208)压力、斗杆液压缸(209)压力、铲斗液压缸(210)压力信号、发动机转速信号，得到角度的电压值，以及压力和转速电压值，对接收的数据，进行数据存储和处理；以及存储预先设定的工作装置的目标位置和姿态；通过对挖掘机工作装置中铲斗(108)的实际位置、姿态与预先设定的位置、姿态进行比较，产生校正信号；(3)、DSP控制器(201)具有控制输出部分，用于发出控制指令，产生占空比不同的脉宽调制信号(以下简称PWM)；由驱动放大部分将信号放大，产生相应的驱动电流，驱动先导电磁比例阀(205)动作；(4)、DSP控制器(201)具有数据显示部分；用于显示液压挖掘机当前的工作状态、液压挖掘机工作装置(102)中铲斗(108)的空间位置和姿态信息；(5)、具有操纵手柄(1、2)，将操纵手柄移动信号通过数字量传输，以CAN总线的数据传输方式发送给DSP控制器(201)。