隨車液壓起重機的軌跡控制外文文獻翻譯、中英文翻譯

隨車液壓起重機的軌跡控制問題描述這項方案是根據(jù)如圖1所示的多自由度隨車液壓起重機控制問題提出來的。控制隨車起重機要求操作人員技術(shù)相當高，它的操作機動范圍很小。如果可以讓現(xiàn)代的起重機實現(xiàn)遙控控制的話，操作人員只需要控制他手中的遙控器就可以控制起重機把重物放在他要求的任何地方。一個按鈕控制一個自由度方向上的轉(zhuǎn)動。因此只需要讓操作人員得到熟練的訓(xùn)練他就可以每次控制更多的按鈕來實現(xiàn)多個自由度的轉(zhuǎn)動。吊具總成吊具總成圖1所示為一臺隨車液壓裝載起重機部分液壓系統(tǒng)控制圖實例這項工程的目標是設(shè)計一臺非熟練操作人員都能夠控制的移動式液壓起重機。操作人員根據(jù)吊具總成的合成軌跡控制一根操縱桿。這樣不同的自由度就可以同時被控制。圖2測試起重機圖片多數(shù)隨車液壓起重機的結(jié)構(gòu)就像圖1所示的那樣，大多數(shù)都是非常柔性化的，因此當受載時它們就會彎曲。這樣做可以使起重機吊重比最低。事實上吊重頂端位置也是制約控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)偏差的因素。這種問題可以通過一個好的位置偏差補償控制系統(tǒng)解決，這個系統(tǒng)還可以消除操作初期結(jié)構(gòu)上發(fā)生的擺動。圖2測試起重機圖片繼續(xù)使結(jié)構(gòu)軌跡偏差補償控制系統(tǒng)在起重機上進一步發(fā)展，起重機的裝載能力將可以大大得到提高。當這種在起重機里的擺動可以被控制系統(tǒng)抑制的方法能夠得到充分證明，在一個長的期限里可能有一個降低動力學(xué)安全系數(shù)的機會。這將使起重機生產(chǎn)商和用戶節(jié)省一大筆費用。方案內(nèi)容現(xiàn)以一臺如圖2所示的HMF680-4型隨車液壓起重機來分析這些問題。在這臺起重機的不同位置安裝了傳感器來監(jiān)視系統(tǒng)上的不同參數(shù)值，它們都是一些起重機上很重要的不同連接位置的壓力、流量、應(yīng)變參數(shù)值。實驗測試可以證實起重機性能，所以可以通過精確的模型來測試起重機的性能。為了使所含蓋的幾個問題能夠描述得更清楚，這些問題被簡略的表述如下：分析系統(tǒng)要求說明書系統(tǒng)的執(zhí)行標準分析已被完成。基于系統(tǒng)的這種要求連同確保系統(tǒng)的執(zhí)行的檢驗程序?qū)⒈涣腥肭鍐巍C械子系統(tǒng)模型許多技術(shù)模型已經(jīng)存在，因此這些部件包括研究明確的模型局部動力學(xué)的表達方法。機械子系統(tǒng)的分析與局部模型偏差的詳細分析相同。這樣做是為了使計算的有效性能夠明確表達出來，同時使系統(tǒng)的動作在控制過程中能夠十分精確。基于這種非常有前景的用公式表示一個數(shù)學(xué)子系統(tǒng)模型的方法已經(jīng)完成，它將從起重機試驗臺的實驗結(jié)果中得到校驗。液壓子系統(tǒng)模型跟機械子系統(tǒng)建模一樣，液壓子系統(tǒng)模型由液壓泵、不同的液壓閥、激勵源和液壓導(dǎo)管組成。然而，并不是這些都要建模，只是那些對系統(tǒng)動力學(xué)部件影響比較大的成分才建模。液壓子系統(tǒng)模型也需要用實驗的方法來證明。除此之外是否在對偏差進行補償時，系統(tǒng)中用了比重比較大的電液比例控制閥都必須被分析，即對機械結(jié)構(gòu)的擺動進行分析?；谏鲜鲂拚瑢σ簤合到y(tǒng)如果有必要都要做。4.分析和標準的解決反轉(zhuǎn)運動結(jié)構(gòu)起重機相對于底部有一個可以操作的特定空間，即吊具總成能達到的范圍。這是公認的起重機工作范圍。有的部位要通過不同的路線才可以達到。因此有必要在這些區(qū)域確定最佳的運動結(jié)構(gòu)。有不同的參數(shù)標準，習慣上用起重機上總負荷的最小值，也就是在臨界狀態(tài)點的最小壓力值。為了做這個重要的結(jié)構(gòu)壓力分析，基于實現(xiàn)這個運算法則的控制系統(tǒng)將進一步得到發(fā)展。5.載荷判斷方案的發(fā)展為了實現(xiàn)起重機結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)補償，需要知道起重機承受的有效載荷。因此，有必要進行不同的載荷在線可能情況分析，這樣就可以判斷哪一個傳感器需要進行載荷復(fù)合鑒定。基于這種鑒定方案分析，可以實現(xiàn)最終的運算法則。6.控制運算法則的發(fā)展基于這種機械液壓子系統(tǒng)模型，一種吊具總成位置軌跡控制的控制規(guī)律將會得到發(fā)展。這種控制規(guī)律可以保證系統(tǒng)按照吊臂頂?shù)倪\動軌跡運行，并且系統(tǒng)在工作情況下保持穩(wěn)定。這包含在載荷判斷和運動學(xué)最佳參數(shù)方案的分析中。7.控制系統(tǒng)的執(zhí)行最后系統(tǒng)的控制規(guī)律已經(jīng)通過仿真試驗得出，應(yīng)該實現(xiàn)通過處理器或者數(shù)據(jù)信號處理檢驗系統(tǒng)實物了，即測試起重機。用這種測試方法將可以實現(xiàn)對系統(tǒng)制定測試，到測試結(jié)束的整個過程。這種測試技術(shù)還可以對一些典型系統(tǒng)進行控制。

TrajectoryControlofMobileHydraulicCraneEMSD9/10-69CProblemDescriptionThisprojecttakesitsbaseintheproblemofcontrollingmobilehydrauliccraneswithmultipledegreesoffreedom,suchastheoneshowninfigure1.Controllingamobilehydrauliccranetakesahighlytrainedoperatorasitisoftenoperatedinareaswithlittlespaceformaneuverability.Moderncranesaresometimesfittedwithradiocontrolsothatifpossible,theoperatorcanbeplacedcloseathandofwheretheloadmustbepositioned.Stillonlyonedegreeoffreedomiscontrolledperbutton/handle.Thereforeonlyiftheoperatorhasbeensufficientlytrainedhe/shemaycontroltwoormoredegreesoffreedomatatimebyoperatingmorebuttons.Figure1Drawingshowingaexampleofahydraulicloadercrane,formountingonlorry.Onlypartsofthehydraulicalsystemissketched.Theaimofthisprojectistodevelopacontrolsystemforamobilehydrauliccranesothatlesstrainingoftheoperatorisneeded.Thisisincorporatedthroughtrajectorycontrolofthetoolcenterofthecranebyoperatingajoystickonly.Inthiswaymultipledegreesoffreedomarecontrolledsimultaneously.Mobilehydrauliccranestructuresliketheonedepictedinfigure1arenormallyalsoveryflexible,i.e.theybendwhentheyareloaded.Thisisduetohighlyoptimizedconstructionsregardingmaterialusage,inordertokeeptheweightdown.Asitisthepositionofthetoolcenterthatiscontrolledthecontrolsystemshouldalsocompensateforthisstructuraldeflection.ThiswaybyhavinganadequatelygoodcontrolsystemWhichcompensatesfordeflection,thesystemmayalsoeliminatethepossibilitiesfortheoperatortoinitializeoscillationsinthestructure.Makinguseofatrajectorycontrolsystemwithcompensationforstructuraldeflectionwillthereforeexpandthepossibilityofutilisingthecranetoitsmaximumregardingloadingcapability.Inlongtermthismaygivetheopportunitytolowerthecranewillbedampedbythecontrolsystem.Alltogetherthisresultsinadvantagesforbothmanufacturerandenduseradvantagesthroughahighercost/capacity-ratioandamoreeasilycontrolledsystem.ProjectContentsTheproblemdescribedwillpracticallybedeltwithusingaHMF680-4mobilehydrauliccrane,apictureofthismaybeseeninfigure2.Thecraneismountedwithsensorsformonitoringdifferentparametersinthesystem,whicharethemostimportantpressures,flows,strainsandrelativelinkpositionsofthecrane.Thiscranewillbethebasisfortheexperimentaltestingandverification,andthereforealsoforthemathematicalmodelsderived.Inordertofulfiltheabovedescribedproblemseveralsubjectshastobecovered,inshorttheseare:Figure2Pictureofthetextcrane.AnalysisandspecificationofthedemandsforthesystemAnanalysisofperformancecriteria’sforthesystemistobemade.Basedonthisdemandsforthesystemwillbespecifiedalongwithtestingproceduresforthesystemtoensurethesystemfulfilthedemands.ModellingofthemechanicalsubsystemManydifferentmodellingtechniquesexist,andthereforethispartincludesstudyingformulationsmethodsformodellingmulti-bodydynamics.Inparticularananalysisofhowtomodelthedeflectionsinthemechanicalsubsystemshouldbemade.Thepurposeistoarriveataformulationwhichiscomputationalefficient,butatthesametimesufficientlyaccurateindescribingthebehaviourofthemechanicalsystem,inordertoincludeitinthecontrolstrategy.Basedonthemostpromisingformulationamathematicalmodelofthesubsystemwillbemade,anditwillbeverifiedthroughexperimentalresultsobtainedfromthetestcrane.ModellingofthehydraulicsubsystemAswellasmechanicalsystemshouldbemodeled,soshallthehydraulicsubsystem,whichconsistsofapump,differentvalves,actuatorsandhoses.However,notallofthesewillbemodeled,butonlythecomponentswhichhavesignificantinfluenceonthedynamicalpropertiesofthesystem.Alsothemodelofthehydraulicsubsystemshallbeverifiedexperimentally.Besidesthisitmustbeanalysedwhetherornotthebandwidthofthecontrollingproportionalvalvesaresufficientlyhighforusingtheseinthecontrolsystemwhencompensatingfordeflections,i.e.oscillationsinthemechanicalstructure.Basedontheabovemodificationstothehydraulicsystemsmustbemadeifitisfoundnecessary.Analysisandcriteria’sforsolvinginversekinematicconfigurationsThecranehasagivenspace,measuredrelativetoitsbase,inwhichitcanoperate,i.e.whichthetoolcentercanreach.Thisisknownastheworkspaceofthecrane.Somepartsoftheworkspacemaybereachedinseveraldifferentways.Thereforeitisnecessarytodeterminetheoptimalkinematicconfigurationofthecranefortheseareas.Theremaybedifferentcriteria’sforoptimisation,hereoneissuedwhichminimisestheoverallloadonthecrane,i.e.minimizesstressatcriticalpoints.Inordertodothisananalysisofthestressinthestructuremustbemadeandbasedonthisanalgorithmforimplementinginthecontrolsystemwillbedeveloped.DevelopmentofloadidentificationschemeInordertocompensateforthestructuraldeflectionsinthecrane,thepayloadcarriedbythecraneneedstobeknown.Thereforeananalysisofthedifferentpossibilitiesforonlineidentificationoftheloadisnecessary,thisincludesconsideringwhichsensorsareneededandhowcomplextheloadidentificationwillbe.Basedontheanalysisanidentificationschemeistobemade,whichmaybeimplementedinthefinalcontrolalgorithm.DevelopmentofcontrolalgorithmBasedonthemodelsofthemechanicalandhydraulicsubsystemsacontrollawfortheposition