含多级液压缸的大型液压举升系统时间最优轨迹规划

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1、2012年2月机床与液压Feb．20l2第4o卷第3期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．40No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．03．015含多级液压缸的大型液压举升系统时问最优轨迹规划田桂，谢建，陈永宁，刘军捷。(1．第二炮兵工程学院，陕西西安710025；2．第二炮兵驻长沙地区军事代表室，湖南长沙410205；3．陆军航空兵学院第一飞行训练团，四川宜宾644000)摘要：采用分段线性控制方法控制含多级液压缸的大型液压举升系统时，由于加速度不连续，易在举升过程中产生较大冲击。

2、为消除举升过程中多级液压缸换级碰撞带来的液压冲击，提出了采用分级规划的策略。对每一级进行轨迹规划时，为保证举升过程的平稳性，采用B样条函数对举升负载的轨迹进行规划。在综合考虑工程实际中的液压系统压力、流量及负载横向过载约束的基础上，建立了举升系统的时间最优轨迹规划模型。针对解析法计算多级液压缸的最大速度和驱动力困难等问题，通过引入罚函数，提出一种改进的粒子群优化算法求解时间最优轨迹规划模型。含二级液压缸的某大型液压举升系统的仿真结果表明，提出的分级规划策略和时间最优轨迹规划方法是有效的。关键词i多级液压缸；轨迹规划；时间最优；粒子群优

3、化算法；举升系统中图分类号：TH112；TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012l3—050—4TimeOptimalTrajectoryPlanningforLargeHydraulicDrivenLiftSystemthMultistageHydraulicCylinderTIANGui，XIEJian，CHENYongning，LIUJunjie(1．TheSecondArtilleryEngineeringInstitute，Xi’anShaanxi710025，China；2．MilitaryDeput

4、yOfficeoftheSecondArtilleryinChangshaDistrict，ChangshaHunan410205，China；3．TheFirstFlightTrainingRegimentofArmyAviationInstitute，YibinSichuan644000，China)Abstract：Accelerationdiscontinuity，causedbypiecewiselinearcontrolmethod，whichisadoptedinthelargehydraulicdrivenliftsy

5、stemwithmultistagehydrauliccylinder，resultsinbigimpactinerectprocessunavoidably．Stageplanningstrategywasproposedtoavoidhydraulicimpactcausedbystagechangeofmultistagehydrauliccylinder．Inordertomakeeverystagemovementstable，B—splinefunctionWaS,adoptedtoplan~ectoryofdrivenl

6、iftsystem．Basedontheactuatingconstrains，suchashydraulicpressureandflux，tangentialoverloadoftheloadintheengineering，theoptimaltimetrajectoryplanningmodelwasconstructed．Tosolvetheproblemofcalculatingm~imumvelocityandmaximumdrivingforceofthemuhistagehydrauliccylinder，animp

7、rovedparticleswarmoptimization(PSO)algorithmwasproposedtosolvetheoptimaltimetrajectoryplanningmodelbyintroducingpenaltyfunction．Thesimulationresultsoftheliftsystemwithtwo—stagehydrauliccylindershowthatthestageplanningstrategyandoptimaltimetr~ectoryplanningmethodarefeasi

8、ble．Keywords：Multistagehydrauliccylinder；Trajectoryplanning；Optimaltime；Particleswarnloptimizationalgorithm；Li