江苏徐工工程机械研究院有限公司丁强获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏徐工工程机械研究院有限公司申请的专利一种挖掘机挖机臂动力学控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115847406B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211525656.6,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种挖掘机挖机臂动力学控制方法是由丁强;高警卫;艾云峰;杨超设计研发完成,并于2022-11-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种挖掘机挖机臂动力学控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种挖掘机挖机臂动力学控制方法,将挖机臂动力学模型进行线性化,辨识挖机臂动力学参数矩阵的参数,获得辨识后的挖机臂动力学前馈模型。将挖机臂动力学前馈模型输出的前馈信号输入预先构建三环PID控制体系,三环PID控制体系输出挖机臂各关节的控制结果。本发明提供的一种挖掘机挖机臂动力学控制方法,采用动力学前馈+三环PID反馈的控制模式,实时计算挖机臂运动时产生的惯性力、科式力、向心力、重力和摩擦力,设计了挖机臂控制系统,其能提高挖机臂运动时的动态精度,提高挖掘机运动时可靠性和稳定性。
本发明授权一种挖掘机挖机臂动力学控制方法在权利要求书中公布了:1.一种挖掘机挖机臂动力学控制方法,其特征在于:包括如下步骤: 步骤S1:对预先构建的挖机臂动力学模型进行参数线性化处理,得到挖机臂动力学模型的线性方程; 步骤S2:对挖机臂动力学模型的线性方程进行重组,得到重组后的线性方程; 步骤S3:在挖机臂的动臂、斗杆和铲斗上设置传感器,并获取激励轨迹下挖机臂的动臂、斗杆和铲斗的各个关节的力矩、角度、角速度和角加速度数据; 步骤S4:对各个关节的力矩、角度、角速度和角加速度数据进行滤波处理,并利用滤波后的数据求解重组后的线性方程中的满秩回归矩阵,利用满秩回归矩阵的条件数最小的准则对预先设计的激励轨迹计算公式进行优化,获取激励轨迹计算公式中的参数; 步骤S5:基于滤波后的数据应用最小二乘法辨识重组后的线性方程中的最小惯性参数矩阵的各参数,将最小惯性参数矩阵作为挖机臂动力学参数矩阵; 步骤S6:将挖机臂动力学参数矩阵带入重组后的线性方程中,获得辨识后的挖机臂动力学前馈模型; 步骤S7:将挖机臂动力学前馈模型输出的前馈信号输入预先构建的三环PID控制体系,三环PID控制体系输出挖机臂各关节的控制结果; 所述预先构建的挖机臂动力学模型的计算公式如下: ; 其中,为控制力矩,、、分别为挖机臂各个关节的角度、角速度和角加速度,为惯性力矩,为科氏力矩和向心力矩的耦合力矩,为重力矩,为摩擦力矩。
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