液压挖掘机动态称重方法的研究

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1200203029密级：公开液压挖掘机动态称重方法的研究ResearchontheDynamicWeighingMethodsofHydraulicExcavator作者姓名：何经旺指导教师：刘强教授合作教师：学科：机械工程研究方向：机电一体化所在学院：机电及自动化学院论文提交日期：二〇一五年四月十五日学位论文独创性声明本人声明兹呈交的学位论文是本人在导师指导下完成的研究成果。论文写作中不包含其他人已经发表或撰写过的研究内容，如参考他人或集体的科研成果，均在论文中以明确的方式说明。本人依法享有和承担由此论文所产生的权利和责任。论文作

2、者签名：签名日期：学位论文版权使用授权声明本人同意授权华侨大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权华侨大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：指导教师签名：签名日期：签名日期：摘要摘要液压挖掘机是铁路、房地产等基础设施建设的重要工具之一。传统的挖掘机在作业过程中没有配备在线计量装置，其所铲装物料的称重大多依赖于货车转运过秤或离线地磅称重，这些称重方式不仅受限于挖掘机恶劣的工作环境，而且不利于称重数据的进一步处理和管理。将动态称重

3、方法应用于液压挖掘机称重领域，目前国内尚无公开的相关研究。动态称重的应用，能够提高挖掘机的工作效率，是挖掘机称重行业的发展方向，实现挖掘机高度智能化的重要环节。结合以上背景，本文对液压挖掘机动态称重方法进行研究。首先，通过分析比较国内外各种工程机械的动态称重技术现状，在分析不同工程机械的称重方式和称重系统性能需求的基础上，提出液压挖掘机动态称重方法研究的意义，引出课题研究的主要内容。其次，在分析液压挖掘机动态称重理论的基础上，提出一套有效针对液压挖掘机的动态称重方案，并结合挖掘机的机构特性和工作环境的特殊性，基于Kane动力学理论的动力学分析和运动学分析构建动态称重数学模型

4、。然后，为了验证动态称重数学模型的准确性，文中结合挖掘机的机构参数，利用ADAMS平台搭建液压挖掘机虚拟样机模型，通过模型的仿真采集动态称重数学模型所需要的输入参数，用于后续验证。最后，为了验证动态称重数学模型，利用MATLAB编译数学模型的算法程序和基于递推最小二乘法（RLS）的称重结果参数辨识程序，通过分析比较所辨识的物料质量和真实质量，确定动态称重方案的可行性和准确性。本文利用ADAMS和MATLAB两大仿真平台，完成了液压挖掘机虚拟样机模型的搭建和动态称重程序的编译，针对两种不同的实验条件进行仿真数据的采集和称重算法的解算，并采用递推最小二乘估计法进行称重结果的辨识

5、，结果表明已达到项目预期的收敛性和准确性。这套针对液压挖掘机的动态称重方案为实现液压挖掘机高度智能化控制提供了新的思路和方向，对液压挖掘机工作效率提升的研究有重大的意义。关键词：液压挖掘机动态称重数学模型Kane方法递推最小二乘法IAbstractAbstractHydraulicexcavatorisasignificantelementintheinfrastructureconstruction,suchasrailroadingandpropertyconstruction.Traditionalexcavatordoesn’thavetheon-linemeter

6、ingdeviceintheprocessofusualoperation,theweighingofmaterialsonthebucketmostlydependsonthetruckingortheoff-lineloadometerweighing.Thetraditionalweighingmethodsarenotonlysubjecttothepoorworkingenvironment,butalsonotconducivetodataprocessingandmanaging.Indomestic,thedynamicweighingmethodsofth

7、ehydraulicexcavatorhavenotbeenmentionedbefore.Theapplicationofdynamicweighingmayimprovestheexcavator’sworkefficiency.Itisanindispensablesteptothehighintelligentdevelopmentofexcavator,what’smore,itwillbecomeonetrendoftheindustryandbe.Basedontheabove,adynamicwei