折臂式高空作业车轨迹规划与控制研究

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1、硕士学位论文折臂式高空作业车轨迹规划与控制研究TrackProgrammingandControllingofFoldingBoomAerialWorkingPlatform作者姓名：袁金学科、专业：扭越电王王猩学号：指导教师：完成日期：21004124苴明2Q．!生生亘目大连理工大学DalianUniversityofTcchnobgy11IIIIIIIIllMIllIIIIIll11111IlllIIY2415021大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导

2、下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：堑壁盛壹窒堡些主塾童拯划量揎剑叠塞作者签名：耋＆玺日期：塑!兰年—￡月卫日大连理工大学硕士学位论文摘要高空作业车是将人及附属设备运送到指定位置作业的工程机械设备，它在基础设施建设及工业生产中有广泛的应用。随

3、着社会对劳动安全更加重视及劳动力成本的增加，提高高空作业车作业效率，实现高空作业车自动化控制的问题引起国内外专家学者的广泛关注。高空作业车的轨迹规划与控制是实现自动化控制的基础。本文以折臂式高空作业车为研究对象，应用机器人学理论，通过建立其运动学模型，实现了作业平台的轨迹跟踪控制。为解决折臂式高空作业车臂架液压系统控制精度低，控制存在滞后问题，本文建立了臂架液压控制系统的数学模型，针对该模型设计自整定模糊PID控制系统，在MATLAB／Simulink环境下，对控制系统进行仿真分析。具体来说，本文的

4、主要工作包括以下四个方面：(1)介绍了折臂式高空作业车主要部件的作用和特点，建立了臂架系统的运动学模型，通过D-H法求出折臂式高空作业车臂架系统的运动学基本方程，对其进行运动学正问题求解，通过几何法对折臂式高空作业车的运动学逆问题求解。(2)介绍了轨迹规划的概念及规划策略，给出了折臂式高空作业车轨迹规划的具体方法，在工作平台轨迹确定的前提下，借助折臂式高空作业车的运动学求解结果，得到了工作平台在水平运动和竖直运动两种常用工况下各级变幅油缸的运动曲线。为实现常用工况下的自动化控制提供参考。(3)用传递

5、函数法建立了折臂式高空作业车臂架控制系统的数学模型，并通过Bode图分析模型的稳定性，通过输入阶跃信号分析模型的动态性能。(4)介绍了PID控制的原理和参数整定方法，对折臂式高空作业车臂架系统的控制模型进行PID控制，并在MATLAB／Simulink环境下对控制效果进行分析。针对控制效果的缺陷，提出自整定模糊PID控制。对模糊控制的原理进行介绍，阐述了折臂式高空作业车模糊控制器的控制原理，在MATLAB环境下设计了折臂式高空作业车的自整定模糊PID控制器，并对控制效果进行仿真分析。关键词：折臂式高

6、空作业车；轨迹规划；自整定模糊PID控制；仿真折臂式高空作业车轨迹规划与控制研究ResearchonTrackProgrammingandControllingofFoldingBoomAerialWorkingPlatformAbstractAerialworkingplatformisakindofconstructionmachinethattakepeopleandaccessoryequipmemtOthespecifiedlocation．Aerialworkingplatformhas

7、beenwidelyusedininfrastructureconstructionaswellaseverydaylife．Alongwiththelaborsafetybeingpaidmoreattentionandincreasingoflaborcost,researchonfurtherimprovmgoperationefficiency,realizingautormticcontrolofaerialworkingplatformhasamusedwidespreadconcern

8、ofscholarshomeandaboard．Trajectoryplanningandcontrolofaerialworkingplatformisthebasisforautomationcontr01．Thispapertakefoldingboomaerialworkingplatformasresearchproject,foldingboomkinematicmodelhasbeenestablishedthoughroboticstheoryfort